La causa de un misterioso kaboom cósmico, tan brillante que llevó a la clasificación de un nuevo escribe de explosión espacial – puede haber sido ahora revelado.
Según un análisis del evento de 2018, apodado “la vaca” (AT2018cow), probablemente fue un tipo inusual de supernova de colapso del núcleo que condujo a la formación de un objeto cósmico compacto, ya sea una estrella de neutrones o un pequeño agujero negro.
“Probablemente hemos descubierto el nacimiento de un objeto compacto en una supernova”, dice el astrónomo Dheeraj Pasham del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial d el MIT.
“Esto sucede en supernovas normales, pero no lo habíamos visto antes porque es un proceso muy complicado. Creemos que esta nueva evidencia abre posibilidades para encontrar agujeros negros bebés o estrellas de neutrones bebés”.
La vaca fue detectada el 16 de junio de 2018 y fue inmediatamente fascinante. Fue increíblemente breve e increíblemente brillante, alrededor de 100 veces más brillante que una supernova típica. Eso es tan brillante que inicialmente se pensó que la Vaca provenía de la Vía Láctea. Los astrónomos se sorprendieron cuando descubrieron que en realidad emanaba de una galaxia a 200 millones de años luz de distancia.
Desde la Vaca, se han identificado más explosiones con un perfil similar. Han sido nombrados Fast Blue Optical Transients, de FBOT, y los astrónomos han estado ansiosos por llegar al fondo de sus causas.
Una posible opción era un destello de interrupción de las mareas de un agujero negro que consumía otro objeto denso, como una enana blanca; o de un agujero negro de masa intermedia superior a 850 veces la masa del Sol que arranca el material de una estrella que pasa.
Otra opción era un tipo de supernova de colapso del núcleo, en la que un núcleo estelar, que ya no está soportado por la presión exterior de la fusión, colapsa por su propia gravedad en un objeto ultradenso.
Una forma de determinar cuál de estos escenarios era el más probable era observar más de cerca los datos de rayos X, así que esto es lo que hicieron Pasham y su equipo.
“Esta señal estaba cerca y también brillante en los rayos X, que es lo que llamó mi atención”. Pasham dice. “Para mí, lo primero que me viene a la mente es que algún fenómeno realmente energético está generando rayos X. Entonces, quería probar la idea de que hay un agujero negro u objeto compacto en el núcleo de la vaca . “
Los datos que analizaron fueron del telescopio de rayos X de la NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), que está adjunto a la Estación Espacial Internacional. Después de la detección de la vaca, NICER observó el objeto durante unos 60 días para recopilar datos de rayos X sobre su comportamiento posnova.
En esos datos, los investigadores encontraron que algo dentro de la Vaca estaba pulsando en rayos X suaves, dejando escapar una ráfaga cada 4,4 milisegundos, durante todo el período de observación de 60 días. Esta periodicidad establece restricciones bastante estrictas sobre el mecanismo físico que produce los rayos X; sea lo que sea, no puede tener más de 1.000 kilómetros (621 millas) de ancho.
“Lo único que puede ser tan pequeño es un objeto compacto, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro”. Pasham dice.
La fuerza de la señal también impone limitaciones a la masa del objeto. No puede tener más de 800 veces la masa del Sol, lo que descarta la interrupción de las mareas de un agujero negro de masa intermedia. Esto también sugiere un colapso del núcleo.
Las pulsaciones periódicas podrían producirse por diferentes mecanismos, dependiendo de cuál sea el objeto compacto. Si se trata de una estrella de neutrones, su velocidad de giro podría ser de 4,4 milisegundos. Si se trata de un agujero negro, la emisión podría producirse por retroceso: material expulsado durante la supernova que vuelve a caer en el agujero negro recién nacido, generando emisiones de rayos X.
Sin embargo, todavía quedan algunas preguntas sin respuesta con cualquiera de los modelos. Para una estrella de neutrones, la estrechez del rango de frecuencia de las emisiones es difícil de explicar. Para un agujero negro, características como el brillo y la estabilidad de los rayos X son difíciles de explicar.
Los estudios futuros de la vaca y otros FBOT podrían ayudar a resolver estos problemas pendientes.
Y también podrían ayudarnos a comprender mejor algunos de los objetos más extremos del Universo.
“Siempre que hay un fenómeno nuevo, hay entusiasmo de que pueda decir algo nuevo sobre el Universo”, Notas de Pasham.
“Para los FBOT, hemos demostrado que podemos estudiar sus pulsaciones en detalle, de una manera que no es posible en la óptica. Por lo tanto, esta es una nueva forma de entender estos objetos compactos recién nacidos”.
La investigación ha sido publicada en Astronomía de la naturaleza.
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