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Los científicos pueden estar perdiendo muchas explosiones estelares

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Algunas de las explosiones estelares más brillantes en la galaxia pueden estar volando fuera del radar de los astrónomos, sugiere un nuevo estudio.

Impresión artística del sistema binario de la nova RS Ophiuchi a principios de 2006, antes de su estallido. Se observa el material rico en hidrógeno de la gigante roja cayendo hacia la enana blanca
Impresión artística del sistema binario de la nova RS
Ophiuchi. El material rico en hidrógeno de la gigante roja
cae hacia la enana blanca. Crédito: STFC/David Hardy
Los investigadores, usando observaciones de un satélite que estudia el Sol, detectaron cuatro novas; estrellas que estallan no de forma tan brillante o drástica como las supernovas. Los científicos fueron capaces de seguir las explosiones con gran detalle a lo largo del tiempo, incluyendo antes de que las novas alcanzaran su brillo máximo.

Aunque otros astrónomos habían descubierto anteriormente las cuatro novas, dos de ellas escaparon a la detección hasta después de haber alcanzado su máxima luminosidad, reveló el estudio. Este hecho sugiere que muchas otras explosiones estelares -incluso algunas increíblemente brillantes- pueden estar pasando inadvertidas, dijeron los investigadores.
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Instrumento en la EEI detecta nova de rayos X

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Comparación entre dos imágenes de cielo completo antes y después del 25 de septiembre, cuando la nova fue descubierta

Un instrumento a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) ha descubierto una nova de rayos X. El equipo científico del instrumento MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) en la Instalación Expuesta del módulo japonés Kibo reportó que una nova de rayos X de corta duración se hizo visible en la constelación de Ophiuchus el 25 de septiembre de 2010, y el equipo de MAXI confirmó que se trataba de una fuente de rayos X no catalogada. Los astrónomos dicen que es probable que la explosión haya sido causada por un sistema binario con un agujero negro. La nova fue nombrada "MAXI J1659-152", en honor del instrumento MAXI.
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Una nueva clase de explosión estelar

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Una inesperada y poderosa nueva clase de explosión estelar ha sido descubierta en los cielos; una nova de rayos gamma que irradia la forma más enérgica de luz en el Universo.

Imagen de los rayos gamma de V407 Cygni obtenida por el telescopio Fermi
El Telescopio Fermi no detectó señales de una nova en los
19 días previos al 10 de marzo (izquierda), pero la explosión
es evidente en los datos de los 19 días siguientes (derecha).
Una nova es una explosión termonuclear masiva de una estrella enana blanca alimentada por la masa de una estrella compañera. A diferencia de las supernovas, las novas no causan la destrucción de sus estrellas. Los investigadores habían esperado y visto rayos X de las ondas resultantes de la expansión del gas en novas anteriores. Pero, a diferencia de las supernovas, no habían visto rayos gamma emitidos por novas.

Ahora los investigadores han descubierto una nova que arroja rayos gamma -aún más poderosos que los rayos X- utilizando el Telescopio Fermi de Gran Área en órbita alrededor de la Tierra, el telescopio espacial de rayos gamma más sensible que haya sido lanzado.
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La vida de la Tierra amenazada por una supernova

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Astrónomos de la Universidad de Villanova en Filadelfia, EEUU, señalaron que T Pyxidis, un sistema de estrella binaria que contiene una estrella como el Sol y una enana blanca podría explotar y provocar serios daños en la capa de ozono de nuestra Tierra.


Astrónomos de la Universidad de Filadelfia revelaron que la explosión de una estrella cercana a nuestro planeta podría tener devastadores efectos en la Tierra.

Los estudios realizados por los científicos muestran que la estrella, llamada Pyxidis T, está mucho más cerca de lo que se pensaba, a unos 3.260 años luz de distancia, lo que es poco en términos galácticos.

El peligro de la autodestrucción de esta supernova es que la onda expansiva de la fuerza de los 20 mil millones de billones de billones de megatones de TNT que emplearía, nos despojaría de nuestra capa de ozono que impide la entrada de la radiación.

Los astrónomos sostuvieron que el satélite International Ultraviolet Explorer les ha demostrado que T Pyxidis está compuesta por dos estrellas. Una de ellas, la enana blanca, es la que está absorbiendo el gas por lo que crece constantemente, lo que la haría volar en pedazos.

Los expertos dijeron que el telescopio espacial Hubble ha fotografiado a la estrella que se prepara para su explosión con una serie de explosiones más pequeñas o 'eructos', llamados Nova.

Anteriormente, la estrella ha estallado antes como una nova normal, menos potente, en intervalos de aproximadamente 20 años (1890, 1902, 1920, 1944 y 1967). Sin embargo, hace 43 años que no revela ningún estallido, y los astrónomos no saben por qué. Esto hace pensar que la próxima explosión sería con 20 años de retraso, dijeron los científicos Edward M. Sion, Patrick Godon y Timothy McClain en la Sociedad Astronómica Americana en Washington.


La evidencia parece indicar que T Pyxidis sólo ha aumentado de masa a pesar de las erupciones de las novas, y ahora está cerca del límite de Chandrasekhar. Cuando una enana blanca alcanza este límite colapsa bajo su propio peso y causa una supernova de tipo Ia.

Robin Scagell, vicepresidente de la Sociedad del Reino Unido para la Astronomía Popular, dijo que "la estrella puede convertirse en una supernova pronto, pero eso puede significar varios años así que no tengo pesadillas", concluyó. Según cita el sitio Scientific American, uno de los investigadores a cargo del estudio señaló que esta explosión ocurriría en diez millones de años.
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El 'tictac' de la Bomba Estelar

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Gracias al Very Large Telescope y su habilidad para obtener fotografías tan precisas como si fuesen tomadas desde el espacio, los astrónomos han hecho la primera película con time-lapse o lapsos de tiempo de una eyección de masa bastante inusual desde una 'estrella vampiro', la que en noviembre del año 2000 sufrió una explosión tras engullir parte de la materia de su compañera. Esto permitió a los astrónomos determinar la distancia y el brillo intrínseco del objeto que explotó. Aparentemente, esta pareja de estrellas es el principal candidato para ser uno de los progenitores largamente buscados de las explosiones estelares, conocidas como supernovas de tipo Ia, cruciales para el estudio de la energía oscura.


"Uno de los principales problemas de la astrofísica moderna es el hecho de que aún no sabemos exactamente qué tipos de sistemas estelares explotan como supernova de tipo Ia", dice Patrick Woudt de la Universidad de Ciudad del Cabo y autor principal del artículo que informa estos resultados. "Resulta bastante vergonzoso, ya que estas supernovas tienen un rol crucial en mostrar que la expansión del Universo está actualmente acelerándose, empujada por una misteriosa energía oscura".

Los astrónomos estudiaron en detalle el objeto conocido como V445 en la constelación de Puppis (la Popa). V445 Puppis es la primera -y hasta ahora la única- nova que no muestra evidencia alguna de hidrógeno. Proporciona la primera evidencia de una explosión en la superficie de una enana blanca dominada por helio. "Esto es crucial ya que sabemos que las supernovas de tipo Ia carecen de hidrógeno", dice el co-autor Danny Steeghs, de la Universidad de Warwick, "y la estrella compañera en V445 Pup encaja muy bien ya que también carece de hidrógeno, vertiendo en cambio helio sobre la enana blanca".

En noviembre del año 2000 este sistema sufrió un estallido de nova, haciéndose 250 veces más brillante que antes y eyectando una gran cantidad de materia hacia el espacio.

El equipo de astrónomos usó el instrumento de óptica adaptativa NACO en el Very Large Telescope (VLT) para obtener imágenes muy precisas de V445 Puppis durante un lapso de dos años. Las imágenes muestran una capa bipolar, con una cintura inicialmente muy angosta, con lóbulos en cada lado. También se ven dos nudos en ambos extremos de la capa, que parecen moverse a unos 30 millones de kilómetros por hora. La propia capa –a diferencia de cualquier nova previamente observada– se está moviendo a unos 24 millones de kilómetros por hora. Un grueso disco de polvo, que debe haber sido producido durante la última explosión, oscurece las dos estrellas centrales.

"El increíble detalle que podemos ver a escalas tan pequeñas –alrededor de cien milésima de arcosegundo, equivalente al tamaño aparente de una moneda de un euro vista desde unos cuarenta kilómetros de distancia– sólo es posible gracias a la tecnología de óptica adaptativa disponible en telescopios terrestres tales como el VLT de ESO", dice Steeghs.

Una supernova es una de las formas en que una estrella puede terminar su vida, explotando en un despliegue de grandiosos fuegos artificiales. Una familia de supernovas, llamada supernovas de tipo Ia, es de particular interés en cosmología ya que puede ser empleada para medir distancias en el Universo y de esta forma usarse para calibrar la expansión acelerada empujada por la energía oscura.

Una característica que define a las supernovas de tipo Ia es la falta de hidrógeno en su espectro. Pero el hidrógeno es el elemento químico más común en el Universo. Tales supernovas probablemente surgen en sistemas compuestos por dos estrellas, en que una de éstas es el producto final de la vida de estrellas similares al sol, o de enanas blancas. Cuando tales enanas blancas, actuando cual vampiros estelares que tragan la materia de su compañera, llegan a ser más pesadas que un determinado límite, se vuelven inestables y explotan[1].

El aumento no es un proceso simple. A medida que la enana blanca canibaliza a su presa, la materia se acumula en su superficie. Si esta capa se torna demasiado densa, se hace inestable y erupciona como nova. Estas mini-explosiones controladas eyectan parte de la materia acumulada de vuelta al espacio. La pregunta crucial es, entonces, saber acaso la enana blanca puede ganar peso a pesar de la explosión, es decir, si algo de la materia quitada al compañera se queda en la enana blanca para que eventualmente llegue a ser suficientemente pesada para explotar como supernova.

Combinando las imágenes de NACO con información obtenida con varios otros telescopios los astrónomos pudieron determinar la distancia del sistema (unos 25.000 años-luz del Sol) y su brillo intrínseco (más de 10.000 veces más brillante que el Sol). Esto implica que la enana blanca vampiro de este sistema tiene una alta masa que está cerca de su límite fatal y sigue siendo alimentada por su compañera a un ritmo vertiginoso. "Si V445 Puppis finalmente explotará como una supernova o si la actual explosión de la nova se ha adelantado a ese camino al eyectar demasiada materia de vuelta al espacio aún es incierto", dice Woudt. "Pero aquí tenemos a un sospechoso bastante bueno para una futura supernova de tipo Ia".



Nota:
[1] Este límite Chandrasekhar, llamado así por el físico hindú Subrahmanyan Chandrasekhar, es de casi 1,4 veces la masa del Sol. Cuando una enana blanca alcanza una masa superior a este límite, ya sea al engullir la materia de un compañera o fusionándose con otra enana blanca, se convertirá en una bomba termonuclear que quemará carbono y oxígeno explosivamente.
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Las Novas

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Las novas son fenómenos explosivos que ocurren en sistemas estelares dobles, y que pueden repetirse más de una vez sin destruir la estrella.


Seguro que todos han oído hablar de las supernovas, y puede que incluso de las hipernovas, pero, ¿conocen a su pariente más modesto, las novas? Se trata de un fenómeno explosivo muy poderoso que, aunque no puede competir en intensidad con las versiones "súper" e "híper", presenta características sorprendentes e incluso ventajosas con respecto a éstas.

El nombre "nova" procede de un pequeño libro titulado De stella nova (1573), escrito por el astrónomo danés Tycho Brahe a partir de su descubrimiento de la supernova SN 1572. Aunque se trataba de una supernova y no de una nova, los términos fueron intercambiables durante siglos y hasta los años treinta del siglo pasado no se establecieron las diferencias entre ambos fenómenos: supernova es el nombre que recibe la última fase en la evolución de las estrellas muy masivas (diez veces mayores que el Sol) cuando, una vez agotado su combustible, se derrumban sobre sí mismas y producen una explosión que puede superar la luminosidad de la galaxia que las alberga.

Enanas blancas

Existe, no obstante, otro tipo de supernovas que se crea a partir de la explosión de una enana blanca en un sistema de dos estrellas. Estas últimas sí que muestran similitud con las novas, que también se producen en un sistema binario en el que una de las componentes es una enana blanca, y el proceso es el siguiente: las enanas blancas son los restos de una estrella como el Sol que, incapaz de generar energía, ha expulsado su atmósfera y conserva un núcleo muy compacto. En condiciones normales se enfriará y perderá de vista, pero si tiene una compañera cercana puede atraer el gas de su atmósfera, que se va acumulando en un disco. Cuando el material robado alcanza determinado volumen (más o menos una cienmilésima parte de la masa de nuestro Sol), la presión en la base del disco se eleva tanto que se desata una explosión nuclear que expulsa las capas externas y produce un aumento de brillo tan intenso que algunas hasta pueden verse a simple vista. Tras unos pocos días el brillo comienza a descender y en unos meses vuelve a su nivel antes de la explosión. Entonces, la enana blanca, de nuevo hambrienta, retoma su dieta anterior (siempre que su compañera pueda proveerle materia) y vuelve a formar un disco.

Novas recurrentes

Se cree que, visto el proceso, todas las novas experimentarán a lo largo de su vida varias explosiones, quizá con intervalos de varios miles de años. Sin embargo, existe un reducido grupo -tan reducido que sus integrantes pueden contarse con los dedos de las manos-, las denominadas novas recurrentes, que sufren explosiones mucho más a menudo. En 2006, astrónomos aficionados informaron de que una estrella débil, RS Ophiuchi (RS Oph), se había vuelto visible en el cielo sin la ayuda de telescopios. RS Oph es una vieja conocida que, a lo largo de poco más de un siglo de observaciones, ha experimentado varias explosiones con una frecuencia bastante irregular: 1898, 1933, 1958, 1967, 1985 y 2006. Se trata de un sistema estelar binario formado por una enana blanca y una gigante roja que giran muy próximas una alrededor de la otra. Tiene, además, otra particularidad: la gigante roja está perdiendo gran cantidad de materia en forma de viento estelar que envuelve todo el sistema. Como resultado, la explosión de la enana blanca se produce dentro de esta atmósfera de la gigante roja, y el gas expulsado choca contra ella a gran velocidad (se han calculado temperaturas de unos cien millones de grados -diez veces mayores que las del núcleo del Sol- para un fenómeno semejante).

Expulsión de materia

Otra curiosa integrante del exclusivo grupo de novas, T Pyxidis, tuvo su último momento de gloria en 1967. Con una frecuencia de estallidos bastante regular (más o menos cada veinte años), ha desmentido lo que las novas parecían tener en común: la expulsión de materia en forma de "cascarón". Aunque los telescopios terrestres mostraban una burbuja de gas alrededor de la estrella como producto de su última explosión, el Telescopio Espacial Hubble la examinó más detenidamente y vio que en realidad se trataba de un conjunto de más de dos mil burbujas gaseosas, algunas del tamaño de nuestro Sistema Solar, que podrían deberse a las colisiones entre el material recién expulsado (que se mueve muy rápido) y los restos fósiles (más lentos) de explosiones anteriores. Además, T Pyxidis mostraba un par de chorros de material que emanaban de las regiones centrales del disco alrededor de la enana blanca, algo tan inesperado como inusual.

Los datos de que disponemos de las pocas novas recurrentes conocidas apenas permiten generalizaciones, pero parece que sobresalen ciertas características: la enana blanca debe estar cerca del límite máximo de masa para estos objetos (situado en 1,4 masas solares) y tiene que ser capaz de robar materia a su compañera a buen ritmo. Así, aunque los estallidos no puedan competir en violencia con los de las supernovas o hipernovas, las novas guardan cierta ventaja: al contrario de sus parientes, no se destruyen con la explosión, lo que les permite volver a sorprendernos cada cierto tiempo.
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