Uno de los mayores misterios de la astronomía, cómo las estrellas explotan en explosiones de supernovas, finalmente está siendo desentrañado con la ayuda del Telescopio NuSTAR de la NASA.
El observatorio de rayos X de alta energía ha creado el primer mapa de los materiales radiactivos en un remanente de supernova. Los resultados, a partir de un remanente llamado Cassiopeia A (Cas A), revelan como las ondas de choque rasgan estrellas masivas moribundas.
"Las estrellas son bolas esféricas de gas, por lo que se podría pensar que cuando terminan su vida y explotan, esa explosión se vería como una bola uniforme en expansión con gran poder", dijo Fiona Harrison, investigadora principal de NuSTAR en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena. "Nuestros nuevos resultados muestran cómo se distorsiona el corazón de la explosión, o el motor, posiblemente debido a que las regiones interiores, literalmente, se desparraman alrededor antes de detonar."
Cas A se creó cuando una estrella masiva explotó como una supernova, dejando un denso cadáver estelar y sus restos expulsados. La luz de la explosión llegó a la Tierra hace unos cientos de años, por lo que estamos viendo el remanente estelar cuando era nueva y joven.
Las supernovas siembran el universo con muchos elementos, incluyendo el oro de joyería, el calcio de los huesos y el hierro de la sangre. Mientras que las pequeñas estrellas como nuestro Sol mueren con muertes menos violentas, las estrellas con por lo menos ocho veces la masa de nuestro Sol explotan en explosiones de supernovas. Las altas temperaturas y las partículas creadas en la explosión se fusionan para crear elementos más pesados.
NuSTAR es el primer telescopio capaz de producir mapas de elementos radiactivos en remanentes de supernova. En este caso, el elemento es titanio-44, que tiene un núcleo inestable producido en el centro de la estrella en explosión.
El remanente de la supernova Cassiopeia A. Image Credit: NASA/JPL-Caltech
El mapa creado por NuSTAR de Cas A muestra el titanio concentrado en grupos en el centro del remanente y señala una posible solución al misterio de cómo la estrella fue destruida. Cuando los investigadores simulan explosiones de supernovas con los ordenadores, como una estrella masiva se muere y se colapsa, la principal onda de choque a menudo se atasca y la estrella no puede estallar.
Los últimos hallazgos sugieren encarecidamente que la estrella en explosión, literalmente, se desparrama alrededor, volviendo a energizar la onda de choque estancada y permitiendo a la estrella finalmente desprenderse de sus capas exteriores.
"Con NuSTAR tenemos una nueva herramienta forense para investigar la explosión", dijo el autor principal del estudio, Brian Grefenstette de Caltech. "Anteriormente, era difícil de interpretar lo que estaba sucediendo en Cas A, porque el material que pudimos ver sólo brilla en rayos X cuando se calienta. Ahora que podemos ver el material radioactivo que brilla en rayos X, no importa lo que, estamos consiguiendo una imagen más completa de lo que estaba pasando en el núcleo de la explosión ".
El mapa de NuSTAR también arroja dudas sobre otros modelos de explosiones de supernovas, en las que la estrella está girando rápidamente justo antes de morir y lanza chorros estrechos de gas que conducen a la explosión estelar. Aunque las huellas de los chorros se han visto alrededor de Cas A, no se sabía si estaban provocando la explosión. NuSTAR no vio el titanio, esencialmente la ceniza radiactiva de la explosión, en las regiones estrechas que coinciden con los chorros, por lo que los chorros no eran el detonante explosivo.
"Es por eso que hemos construido NuSTAR", dijo Paul Hertz, director de la división de astrofísica de la NASA en Washington. "Para descubrir cosas que nunca conocimos - y no esperábamos conocer - sobre el universo de alta energía."
Los investigadores seguirán investigando el caso de la dramática explosión de Cas A. Siglos después de su muerte marcada en nuestros cielos, este remanente de supernova nos sigue sorprendiendo.
NASA
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