El mejor momento para ver la huella de una supernova

EP | 29/03/2021

Una supernova crea una nube de escombros que lleva una huella de la explosión. - RIKEN/AAS

Simulaciones tridimensionales por computadora que recrean supernovas han revelado cuál es el mejor momento para ver la huella de estos eventos astrofísicos.

Cuando ciertos tipos de estrellas mueren, se apagan en un resplandor de gloria, una explosión increíblemente poderosa conocida como supernova. Una de las formas más comunes de supernova, el tipo Ia, comienza con una densa estrella enana blanca que ha quemado su combustible de hidrógeno. La materia que fluye de una estrella compañera puede desencadenar una reacción de fusión nuclear descontrolada en la enana, desencadenando una conflagración masiva que crea muchos de los elementos más pesados del Universo. Estos son lanzados hacia afuera en una nube luminosa conocida como remanente, que lleva una huella de la explosión.

Las nuevas simulaciones --lideradas por Gilles Ferrand, del Astrophysical Big Bang Laboratory de RIKEN-- implican dos pasos: el primero modela la explosión de la supernova en sí, mientras que el segundo lo usa como entrada para un modelo del remanente de supernova. "Nuestro objetivo es explorar cómo las diferentes condiciones de explosión producen remanentes con formas y composiciones características, similares a las que observamos en nuestra galaxia", explica Ferrand en un comunicado.

Las últimas simulaciones del equipo se centran en dos aspectos de las supernovas: cómo se enciende la explosión dentro de una enana blanca y cómo la combustión atraviesa la estrella. La ignición puede comenzar en solo unos pocos lugares dentro de la enana blanca, o puede activarse en muchos puntos simultáneamente. Mientras tanto, la combustión puede ser una deflagración, un fuego turbulento que se mueve más lento que la velocidad local del sonido, o puede implicar una deflagración seguida de una detonación supersónica.

Al juntar estas opciones de diferentes maneras, los investigadores produjeron cuatro modelos de remanente de supernova. "Cada modelo tiene sus propiedades distintivas", dice Ferrand. Por ejemplo, una supernova con pocos puntos de ignición y una explosión por deflagración produjo un remanente con una capa simétrica que se desplazó desde el centro de la explosión. En contraste, una simulación que involucró pocos puntos de ignición y una detonación produjo un remanente en el que la mitad de la capa exterior era dos veces más gruesa que la otra mitad. Los restos de las simulaciones de deflagración también presentaban "costuras" inesperadas de material más denso.

Estos resultados sugieren que el mejor momento para ver la huella de una supernova en su remanente es aproximadamente entre 100 y 300 años después de la explosión. Esta huella es visible durante más tiempo en supernovas con menos puntos de ignición, y todos los remanentes en las simulaciones se volvieron esféricos en general en 500 años. Estos hallazgos, que se publican en Astrophysical Journal, guiarán a los astrónomos en la interpretación de las observaciones de los remanentes de supernovas, según sus autores.

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