Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial James Webb (JWST) pueden ser los ganadores de un misterioso juego de escondite que duró 37 años y resolvieron un misterio de muerte estelar en el proceso. Detectaron la evidencia más conocida de una estrella de neutrones entre los restos de una de las supernovas más famosas del espacio.
Esta enorme explosión estelar creó tantos escombros que se necesitaron varios años y uno de los telescopios espaciales más poderosos jamás creados para observar a través de los restos de su muerte estelar. Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 22 de febrero en la revista Ciencia y avanza en el estudio de estas dramáticas muertes celestiales.
“El misterio sobre si una estrella de neutrones se esconde en el polvo ha durado más de 30 años y es emocionante que lo hayamos resuelto”, dijo el coautor del estudio y astrofísico del University College London Mike Barlow. dijo en un comunicado.
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¿Qué es una supernova?
Una supernova es la muerte explosiva final de algunas de las estrellas más masivas del universo conocido. Ocurren en estrellas que tienen entre ocho y diez veces la masa de nuestro sol, por lo que pueden pasar años antes de que todo ese gas y energía colapse sobre sí mismo. Sus golpes mortales iniciales finales pueden terminar en unas pocas horas, pero el brillo de la explosión generalmente alcanzará su punto máximo en unos pocos meses. Es importante destacar que las supernovas ofrecen a los científicos una forma de estudiar un proceso astronómico clave en tiempo real. Explosiones como estas llenan el espacio con hierro, silicio, carbono y oxígeno que construirán futuras estrellas y planetas. Incluso pueden crear las moléculas que crean la vida.
En el estudio, el equipo examinó la Supernova (SN) 1987A. Esta conocida supernova ocurrió 160.000 años luz de la Tierra
“Las supernovas son las principales fuentes de elementos químicos que hacen posible la vida, por eso queremos que nuestros modelos sean correctos”, dijo Barlow. “No hay ningún otro objeto como la estrella de neutrones de la Supernova 1987A, tan cerca de nosotros y que se haya formado tan recientemente. Debido a que el material que lo rodea se está expandiendo, veremos más a medida que pase el tiempo”.
SN 1987A también se considera un supernova de colapso del núcleo, donde sus restos compactados podrían formar una estrella de neutrones o un agujero negro. Algunas partículas subatómicas increíblemente pequeñas producidas por la supernova llamadas neutrinos indicaron que pudo haberse formado una estrella de neutrones. Sin embargo, en los casi 40 años transcurridos desde que se detectó SN 1987A, no ha quedado claro si esta estrella de neutrones persistió o colapsó en un agujero negro. La estrella ha quedado oculta por el polvo de la explosión.
Cómo JWST confirmó una estrella de neutrones
Las observaciones para este trabajo se realizaron el 16 de julio de 2022, justo después de que el telescopio espacial entrara en funcionamiento. El equipo del estudio utilizó instrumentos JWST (MIRI y NIRSpec) que pueden observar la supernova en longitudes de onda infrarrojas para mirar más allá del polvo. Encontraron evidencia de átomos pesados de argón y azufre cuyos electrones externos habían sido arrancados cerca del lugar donde ocurrió la explosión. Este proceso se llama ionización.
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Ellos modeló múltiples escenarios y descubrió que los átomos pueden haber sido ionizados por radiación ultravioleta y de rayos X de una estrella de neutrones que se enfriaba caliente. También podría haberse debido a los vientos de partículas relativistas que fueron aceleradas por una estrella de neutrones que giraba rápidamente e interactuaban con el material de la supernova.
“Nuestra detección con los espectrómetros MIRI y NIRSpec de James Webb de fuertes líneas de emisión de argón ionizado y azufre desde el mismo centro de la nebulosa que rodea a la Supernova 1987A es evidencia directa de la presencia de una fuente central de radiación ionizante”, dijo Barlow. “Nuestros datos sólo pueden equiparse con una estrella de neutrones como fuente de energía de esa radiación ionizante”.
Los hallazgos son consistentes con varios Teorías sobre cómo se forman las estrellas de neutrones.. Los modelos sugieren que el azufre y el argón se producen en grandes cantidades dentro de una estrella moribunda justo antes de que se convierta en supernova. Los científicos que estudian SN 1987A y otras supernovas predijeron que la radiación ultravioleta y X en un remanente de supernova indicaría la presencia de una estrella de neutrones recién nacida. Ahora, el uso de radiación ultravioleta y rayos X fue lo que nos ayudó a encontrarlo.
“Esta supernova sigue ofreciéndonos sorpresas”, coautor del estudio y astrofísico del Real Instituto Tecnológico de Suecia, Josefin Larsson. dijo en un comunicado. “Nadie había predicho que el objeto compacto sería detectado a través de una línea de emisión súper fuerte de argón, por lo que es curioso que así lo hayamos encontrado en el JWST”.