Observan una explosión estelar en 3D

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09/08/10

Astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) han obtenido por primera vez una visión tridimensional de la distribución del material interno expulsado por una estrella que estalló recientemente, la supernova 1987A. La explosión original no sólo fue muy potente, sino que se concentró más hacia una dirección, lo que indica que la supernova debe haber sido muy turbulenta y refuerza la validez de los últimos modelos computacionales.

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Impresión artística de la explosión de la supernova 1987A. Fuente: ESO/L. Calçada

Nuevas observaciones realizadas con el instrumento SINFONI del Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile han proporcionado nuevos datos sobre la explosión de la supernova 1987A (SN 1987A), permitiendo a los astrónomos obtener la primera reconstrucción en 3D de las partes centrales del material en explosión.

Detectada en 1987, esta supernova situada en la Gran Nube de Magallanes, fue la primera observada a simple vista en 383 años. Debido a su relativa cercanía, los astrónomos pudieron estudiar la explosión de una estrella masiva y sus secuelas con más detalle que nunca. A diferencia del Sol, que morirá de forma más bien tranquila, las estrellas masivas que llegan al final de sus cortas vidas explotan como supernovas, arrojando una amplia cantidad de material.

SN 1987A ha permitido conseguir notables “primicias” a los científicos, como la detección de neutrinos desencadenando la explosión en el inestable centro estelar, la identificación de la estrella en placas fotográficas de archivo antes de su explosión, los signos de una explosión asimétrica, la observación directa de los elementos radiactivos producidos durante el estallido, la observación de la formación de polvo en la supernova, así como la detección de material circunestelar e interestelar.

La visión tridimensional obtenida ahora muestra que la explosión fue más fuerte y rápida en algunas direcciones que en otras, provocando una forma irregular que en ciertas partes se extienden aún más hacia el espacio. Los detalles de la investigación se publicarán en Astronomy & Astrophysics.

El primer material eyectado de la explosión viajó a 100 millones de kilómetros por hora, cerca de 100 mil veces más rápido que un avión de pasajeros. Incluso a esta enorme velocidad, tardó 10 años en alcanzar el anillo de gas y polvo generado por la estrella moribunda antes de la explosión. La imagen demuestra además que otra ola de material está viajando diez veces más despacio y está siendo calentada por elementos radioactivos creados en la explosión.

Dirección preferida predicha por los modelos

“Hemos establecido la distribución de velocidad del material interior eyectado de la Supermova 1987A”, dice la autora principal Karina Kjær. “No se comprende muy bien cómo explota una supernova, pero la manera en que lo hizo está grabada en este material interno. Podemos ver que este material no fue eyectado simétricamente en todas direcciones, sino que parece haber tenido una dirección preferida. Además, esta dirección es diferente a la esperada a partir de la posición del anillo”.

Tal comportamiento asimétrico fue predicho por algunos de los más recientes modelos computacionales de supernovas, que descubrieron que ocurren inestabilidades a gran escala durante la explosión. De este modo, las nuevas observaciones son las primeras confirmaciones directas de tales modelos.

El instrumento SINFONI ha permitido alcanzar el nivel de detalle necesario para llegar a estas conclusiones. Su sistema avanzado de óptica adaptativa hizo posible contrarrestar los efectos distorsionadores causados por la atmósfera terrestre, mientras que una técnica llamada espectrografía de campo integral permitió a los astrónomos estudiar muchas partes del caótico centro de la supernova, llevando a la reconstrucción de la imagen en 3D.

“La espectrografía de campo integral es una técnica especial que permite obtener, por cada píxel, información sobre la naturaleza y velocidad del gas. Esto significa que, además de la imagen normal, obtenemos también la velocidad a lo largo de la línea de visión. Como conocemos el tiempo que ha transcurrido desde la explosión y sabemos que el material se está moviendo libremente hacia el exterior, podemos convertir esta velocidad en una distancia. Esto nos proporciona la imagen del material interno eyectado como si lo viéramos de frente y de costado”, explica Kjær.