Descubrimiento revolucionario: las supernovas de tipo Ia son fábricas de polvo cósmico
Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una fuente de polvo cósmico antes desconocida: una supernova de Tipo Ia que interactúa con el gas circundante. El hallazgo cambia la comprensión científica de cómo se forma el polvo cósmico en el universo.
Por la Academia China de las Ciencias
El polvo cósmico, como el polvo de la Tierra, comprende grupos de moléculas que se han condensado y pegado en un grano diminuto. Pero la naturaleza exacta de la creación de polvo en el universo ha sido durante mucho tiempo un misterio. Ahora, sin embargo, un equipo internacional de astrónomos de China, Estados Unidos, Chile, Reino Unido y España, entre otros países, ha realizado un importante descubrimiento al identificar una fuente de polvo en el universo hasta ahora desconocida: una supernova de tipo Ia que interactúa con gas de su entorno.
El estudio, que ha sido dirigido por el profesor Wang Lingzhi, del Centro Sudamericano de Astronomía de la Academia de Ciencias de China, aparece publicado en la revista Nature Astronomy.
Desde hace tiempo los científicos saben que las supernovas desempeñan un papel nada desdeñable en la formación de polvo, y, hasta la fecha, la génesis de polvo solo se había observado en supernovas del colapso del núcleo o de tipo II: la explosión de estrellas masivas. Dado que las supernovas de tipo II no ocurren en galaxias elípticas, la naturaleza de la creación de polvo en tales galaxias sigue siendo difícil de desentrañar.
Enjambres de estrellas gigantes.
Estas galaxias no están organizadas en forma de espiral como nuestra Vía Láctea, sino que son enjambres gigantes de estrellas. Este estudio muestra que las supernovas termonucleares de tipo Ia, la explosión de estrellas enanas blancas en sistemas binarios con otra estrella, pueden explicar una cantidad significativa de polvo en estas galaxias.
Los investigadores observaron la supernova SN 2018evt, durante más de tres años utilizando instalaciones espaciales, como las misiones Spitzer Space Telescope y NEOWISE de la NASA; instalaciones terrestres como la red mundial de telescopios del Observatorio de Las Cumbres; y otras instalaciones en China, Sudamérica y Australia. Los científicos descubrieron que la supernova se topó con material que una o ambas estrellas del sistema binario habían desechado antes de la explosión de la enana blanca, y que la supernova envió una onda de choque a este gas preexistente.
Representación artística de una estrella enana blanca en crecimiento (izquierda) antes de explotar y convertirse en supernova. A la derecha, su estrella compañera. / NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Durante más de mil días de seguimiento de la supernova, los investigadores notaron que su luz comenzó a atenuarse precipitadamente en las longitudes de onda ópticas que nuestros ojos pueden ver, y que luego comenzó a brillar más en luz infrarroja. Esta fue una señal reveladora de que se estaba creando polvo en el gas circunestelar después de que se enfrió tras la onda de choque de supernova que lo atravesó.
"Los orígenes del polvo cósmico han sido durante mucho tiempo un misterio. Este estudio marca la primera detección de un proceso rápido y significativo de formación de polvo en la supernova termonuclear que interactúa con el gas circunestelar", dice el profesor Wang.
En el estudio puede leerse que la supernova SN 2018evt debe haber generado una gran cantidad de polvo, equivalente a más del 1% de la masa del Sol. A medida que la supernova se enfría, la cantidad de polvo creado debería aumentar, tal vez en una magnitud de diez veces. Aunque estas fábricas de polvo no son tan numerosas ni eficientes como las supernovas del colapso del núcleo, es posible que haya suficientes supernovas termonucleares interactuando con su entorno como para ser una fuente importante o incluso dominante de polvo en las galaxias elípticas.
El James Webb es ideal para detectar polvo cósmico.
"Esta investigación ofrece información sobre la contribución de las supernovas termonucleares al polvo cósmico, y se puede esperar que se encuentren más eventos de este tipo en la era del telescopio Espacial James Webb (JWST)", vaticina el profesor Wang Lifan, de la Universidad Texas A&M y coautor del estudio. El telescopio JAmes Webb ve luz infrarroja que es perfecta para detectar polvo.
"La creación de polvo es simplemente gas que se enfría lo suficiente como para condensarse", explica el profesor Andy Howell, del Observatorio Las Cumbres y la Universidad de California en Santa Bárbara. Howell es el investigador principal del proyecto Global Supernova, cuyos datos se utilizaron en el estudio. "Un día, ese polvo se condensará en planetesimales y, en última instancia, planetas. Esta es la creación que comienza de nuevo tras la muerte estelar. Es emocionante comprender otro vínculo en el círculo de la vida y la muerte en el universo", concluye Howell.
Información facilitada por la Academia China de las Ciencias
Fuente: Wang王, L.灵., Hu, M., Wang, L. et al. Newly formed dust within the circumstellar environment of SN Ia-CSM 2018evt. Nature Astronomy (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-024-02197-9
