"Súper Supernova": sistema estelar de enanas blancas excede el límite de masa

Un equipo internacional liderado por la Universidad de Yale ha medido, por primera vez, la masa de un tipo de supernova que se cree que pertenece a una subclase única y confirmaron que sobrepasa lo que se creía que era un límite superior de masa. Sus hallazgos podrían afectar a la forma en la que los cosmólogos miden la expansión del Universo.

Los cosmólogos usan las supernovas de Tipo Ia -las violentas explosiones de los núcleos muertos de estrellas conocidas como enanas blancas- como una especie de regla cósmica para medir distancias a las galaxias madre de las supernovas y, de esta forma, comprender la expansión pasada y futura del Universo y explorar la naturaleza de la energía oscura. Hasta hace poco, se pensaba que las enanas blancas no podían superar lo que se conoce como límite de Chandrasekhar, una masa crítica equivalente a 1,4 veces la masa del Sol, antes de estallar como supernova. Este límite uniforme es clave para medir las distancias a las supernovas y, por tanto, las galaxias que las contienen.

Desde 2003, se han descubierto cuatro supernovas que eran tan brillantes, que los cosmólogos se preguntaron si las enanas blancas habían superado el límite de Chandrasekhar. Estas supernovas se han conocido como supernovas "súper-Chandrasekhar".

Ahora, Richard Scalzo de Yale, como parte de una colaboración entre físicos estadounidenses y franceses conocida como Nearby Supernova Factory (Factoría de Supernovas Cercanas), ha medido la masa de la estrella enana blanca que terminó como una de estas extrañas supernovas, llamada SN 2007if, y confirmó que supera el límite de Chandrasekhar. También descubrió que la supernova inusualmente brillante no sólo tenía una masa central, sino además una cobertura de material que fue expulsado durante la explosión así como una envoltura alrededor del material pre-existente. El equipo espera que este descubrimiento proporcione un modelo estructural para comprender las demás supernovas masivas.

Usando observaciones de telescopios en Chile, Hawai y California, el equipo fue capaz de medir la masa de la estrella central, la cobertura y la envoltura de forma aislada, proporcionando la primera prueba concluyente de que el propio sistema sobrepasó el límite de Chandrasekhar. Hallaron que la estrella parece tener una masa de 2,1 veces la del Sol (más o menos un 10%), colocándola muy por encima del límite.

Ser capaces de medir las masas de todas las partes del sistema estelar, le dice a los físicos cómo puede haber evolucionado el sistema, un proceso del que actualmente se sabe poco. "Realmente no sabemos mucho sobre las estrellas que llevan a estas supernovas", dice Scalzo. "Queremos saber más sobre qué tipo de estrellas fueron, y cómo se formaron y evolucionaron con el tiempo".

Scalzo cree que hay una buena posibilidad de que SN 2007if fuese el resultado de la fusión de dos enanas blancas, en lugar de la explosión de una única enana blanca, y espera estudiar otras supernovas súper-Chandrasekhar para determinar si ellas también podrían haberse visto implicadas en una fusión de dos de estas estrellas.

Los teóricos siguen investigando cómo pueden existir estrellas con masas por encima del límite de Chandrasekhar, que se basa en un modelo de estrellas simplificado, sin colapsar bajo su propio peso. De cualquier manera, una subclase de supernovas gobernadas por una física diferente tendría un efecto drástico en la forma en que las usan los cosmólogos para medir la expansión del Universo.

"Se están usando las supernovas para hacer afirmaciones sobre el destino del Universo y nuestra teoría de la gravedad", comenta Scalzo. "Si nuestra comprensión de las supernovas cambia, podría impactar significativamente sobre nuestras teorías y predicciones".

Imagen: Los cosmólogos usan las supernovas de Tipo Ia, como la visible en la galaxia de esta ilustración, para explorar la expansión pasada y futura del Universo y la naturaleza de la energía oscura.

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