El origen de las explosiones cósmicas sigue siendo un misterio

Cuando una estrella explota como una supernova, es tan brillante que puede verse desde millones de años-luz de distancia. Una variedad especial de supernova -el tipo Ia- se comporta de manera tan predecible que es utilizada por los astrónomos para medir la expansión del Universo. El descubrimiento de la energía oscura y de la aceleración del Universo modificaron nuestra comprensión del cosmos. Sin embargo, el origen de estas supernovas, que han demostrado ser tan útiles, sigue siendo desconocido.

Esta imagen muestra la gigantesca Galaxia del Molinete (M101)
con un detalle sin precedentes. Los astrónomos han buscado
en galaxias como esta los progenitores de supernovas de tipo
Ia, pero su búsqueda ha resultado infructuosa.

"La cuestión de qué causa una supernova Tipo Ia es uno de los grandes misterios sin resolver en la astronomía", dice Rosanne Di Stefano del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA). Su trabajo ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal.

Los astrónomos tienen fuertes evidencias de que las supernovas Tipo Ia proceden de la exploción de remanentes estelares llamados enanas blancas. Para detonar, la enana blanca debe ganar la masa hasta que alcance un punto límite y ya no pueda sostenerse.

Hay dos escenarios principales para explicar el paso de una enana blanca estable a supernova, los cuales requieren una estrella compañera. En la primera posibilidad, una enana blanca traga el gas soplado desde una estrella gigante vecina. En la segunda posibilidad, dos enanas blancas colisionan y se fusionan. Para determinar qué opción es la correcta (o la más común), los astrónomos buscan evidencia de estos sistemas binarios.

Teniendo en cuenta la tasa media de supernovas, los científicos pueden estimar cuántas pre-supernovas de enanas blancas deben existir en una galaxia. Pero la búsqueda de estos progenitores se ha convertido en una búsqueda infructuosa.

Para cazar enanas blancas en acreción, los astrónomos buscaron los rayos X de una energía particular, producidos cuando el gas golpea la superficie de la estrella y se somete a fusión nuclear. Una galaxia típica debe contener cientos de estas fuentes "super-suaves" de rayos X. En su lugar, vemos sólo unas pocas. Como resultado, un estudio reciente sugiere que la alternativa de un escenario de fusión es la fuente de las supernovas Tipo Ia, al menos en muchas galaxias.

Esta conclusión se basa en la suposición de que las enanas blancas en acreción aparecerán como fuentes de rayos X de gran suavidad cuando la materia entrante experimente la fusión nuclear. Di Stefano y sus colegas han argumentado que los datos no apoyan esta hipótesis.

En esta imagen en negativo de la Glaxia del Molinete los
cuadrados rojos marcan la posición de las pocas fuentes
"super-suaves" de rayos X que se conocen.

En un nuevo trabajo, Di Stefano lleva el estudio un paso más allá. Ella señala que una supernova inducida por fusión también estaría precedida de una época en que una enana blanca que acrece debería someterse a la fusión nuclear. Cualquier sistema doble de enanas blancas cercano pasará por una fase en que la enana blanca que se formó primero adquiere y quema materia de su compañera más joven. Si estas enanas blancas producen rayos X, entonces deberíamos encontrar casi cien veces más fuentes de rayos X de gran suavidad.

Dado que ambos escenarios -una explosión por acreción y una explosión por fusión- implican una acumulación y fusión en algún momento, la falta de fuentes de rayos X de gran suavidad parece descartar ambas causas. La alternativa propuesta por Di Stefano es que las enanas blancas no son luminosas en longitudes de onda de rayos X durante largos periodos de tiempo. Tal vez el material que rodea a la enana blanca puede absorber los rayos X, o las enanas blancas en acreción podrían emitir la mayor parte de su energía en otras longitudes de onda.

Si esta es la explicación correcta, dice Di Stefano, "hay que diseñar nuevos métodos para buscar los esquivo progenitores de las supernovas Tipo Ia".

Fuente