No todas las supernovas de tipo 1a son iguales

Las supernovas son explosiones brillantes que pueden, por un tiempo, eclipsar una galaxia entera. Vienen en dos tipos principales: Tipo I y Tipo II. Las supernovas de tipo II se conocen como supernovas de colapso del núcleo. Ocurren cuando una estrella masiva moribunda fusiona elementos cada vez más pesados ​​en su núcleo hasta que se queda sin opciones de energía y su núcleo colapsa por su propio peso, lo que desencadena la explosión. Las supernovas de tipo I ocurren cuando… bueno, es complicado. Pero estamos aprendiendo más gracias a una nueva observación de los radioastrónomos.

La distinción original entre los tipos era que las líneas de emisión de hidrógeno se podían ver en los eventos de Tipo II, pero no en los de Tipo I. Por lo tanto, se pensó que el Tipo I probablemente implicaba una explosión catastrófica de enanas blancas, ya que las enanas blancas no contienen mucho hidrógeno. Con el tiempo, los astrónomos descubrieron que un subgrupo de supernovas de Tipo I contenía líneas de emisión de silicio ionizado durante su brillo máximo, y estas se conocieron como Tipo Ia.

Probablemente hayas oído hablar de las supernovas de tipo Ia porque tienen una propiedad muy útil. Todos tienden a explotar con aproximadamente el mismo brillo máximo. Esto significa que al observar su brillo aparente máximo, puede determinar qué tan lejos está. En astronomía, las llamamos velas estándar y juegan un papel crucial en la cosmología. El descubrimiento de la expansión cósmica y la energía oscura se debe a las observaciones de supernovas de tipo Ia.

Probablemente ocurren cuando una enana blanca tiene una compañera estelar cercana. A medida que la estrella compañera envejece y comienza a expandirse, la enana blanca captura el gas de la estrella. Esto continúa hasta que la enana blanca captura demasiada materia para soportar su propio peso, alcanzando una masa de alrededor de 1,4 soles. En ese momento, la enana blanca colapsa, provocando la explosión. Debido a que la masa crítica, conocida como límite de Chandrasekhar, es siempre la misma, estas supernovas tienen una luminosidad similar.

Pero dado que el tipo Ia depende de la acumulación de materia en una enana blanca, no son del todo idénticos. Unos pocos Tipo Ia son mucho más brillantes de lo habitual, con fuertes líneas de absorción de hierro, y hay una variante conocida como Tipo Iax, en la que la enana blanca puede que no se destruya por completo. Así que todavía no sabemos exactamente cómo se desencadenan estas supernovas, por lo que un estudio reciente es tan importante.

El estudio acaba de ser publicado en Naturaleza, y describe la primera observación de radio de una supernova de Tipo Ia. Los tipos de supernova se identifican por sus líneas espectrales ópticas e infrarrojas. Las observaciones de radio de las supernovas de Tipo II han ayudado a los astrónomos a comprender cómo terminan sus vidas las estrellas muy grandes. Pero no hemos tenido ninguna observación de radio de explosiones de enanas blancas, porque no son brillantes en longitudes de onda de radio.

Luego, en 2020, la Cámara de instalaciones transitorias Zwicky en el Observatorio Palomar capturó una supernova llamada SN 2020eyj. Esto fue inusual porque las observaciones de los espectros mostraron que la supernova estaba rodeada de gas rico en helio. El helio ionizado emite luz de radio, por lo que el equipo observó la supernova en longitudes de onda de radio y, por supuesto, observó el evento.

Esto es importante porque le da al astrónomo una mejor comprensión del entorno que condujo a la explosión de la supernova. En este caso, la estrella compañera probablemente perdió la mayor parte de su masa antes de la explosión. Parte de su material fue capturado por la enana blanca, pero gran parte se expandió alrededor de las estrellas, creando un entorno rico en helio.

Con futuras observaciones de radio, los astrónomos pueden entender por qué las supernovas de Tipo Ia vienen en varias variantes. También podría ayudar a refinar su uso como velas estándar.

Referencia: Kool, Erik C., et al. «A supernova de tipo Ia detectada por radio con material circunestelar rico en helio.” Naturaleza 617.7961 (2023): 477-482.