Un origen solitario para un célebre remanente de supernova

El origen de las supernovas se atribuye principalmente a la acción de una estrella sobre otra compañera, pero una nueva teoría plantea un origen solitario para estas estrellas que terminan explotando.

En la hipótesis al uso para explicar las supernovas una de las estrellas arranca las capas externas de la otra estrella con su atracción gravitacional; se han hecho muchos esfuerzos para descubrir la estrella compañera restante después de tales supernovas de envoltura desnuda.

En algunas encuestas, la estrella compañera se detectó con éxito, pero también hay numerosos casos en los que no se pudo encontrar la compañera, lo que plantea un grave problema para la hipótesis binaria. El caso más famoso es Cassiopeia A (Cas A), un remanente de supernova de envoltura desnuda que se predice que tendrá un compañero estelar, aunque no se ha encontrado nada en sus explosivas secuelas.

En un estudio publicado recientemente dirigido por el Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), los investigadores proponen un nuevo escenario para crear estas estrellas solitarias de envoltura desnuda.

El investigador de OzGrav y autor principal del estudio, el Dr. Ryosuke Hirai, explica: "En nuestro escenario, la estrella de envoltura desnuda solía tener una compañera binaria con una masa muy similar a ella. Debido a que las masas son similares, tienen vidas muy similares, lo que significa que la explosión de la primera estrella también ocurrirá cuando la segunda estrella esté cerca de la muerte".

En el último millón de años de sus vidas, se sabe que las estrellas masivas se han convertido en supergigantes rojas con capas externas inestables e hinchadas. Entonces, si la primera supernova del sistema estelar binario golpea a la supergigante roja hinchada, puede quitar fácilmente las capas externas, convirtiéndola en una estrella de envoltura desnuda. Las estrellas se deshacen después de la supernova, por lo que la estrella secundaria se convierte en una viuda estelar solitaria y parecerá estar sola cuando explote un millón de años después.

Los científicos de OzGrav realizaron simulaciones hidrodinámicas de una supernova que choca con una supergigante roja para investigar cuánta masa se puede eliminar mediante este proceso. Descubrieron que si las dos estrellas están lo suficientemente cerca, la supernova puede quitar casi el 90% de la envoltura, la capa exterior, de la estrella compañera.

"Esto es suficiente para que la segunda supernova del sistema binario se convierta en una supernova de envoltura desnuda, lo que confirma que nuestro escenario propuesto es plausible", dice Hirai. "Incluso si no está lo suficientemente cerca, aún puede eliminar una gran fracción de las capas externas, lo que hace que la envoltura ya inestable sea aún más inestable, lo que lleva a otros fenómenos interesantes como pulsaciones o erupciones".

Si ocurre el escenario de OzGrav, la envoltura despojada debería estar flotando como un caparazón de un solo lado a aproximadamente 30 a 300 años luz de distancia del segundo sitio de supernova. Observaciones recientes revelaron que, de hecho, hay una capa de material ubicada a unos 30 a 50 años luz de distancia de Cas A.

Hirai agrega: "Esto puede ser una evidencia indirecta de que Cas A se creó originalmente a través de nuestro escenario, lo que explica por qué no tiene una estrella compañera binaria. Nuestras simulaciones demuestran que nuestro nuevo escenario podría ser una de las formas más prometedoras de explicar el origen de uno de los restos de supernova más famosos, Cas A. "

Los científicos de OzGrav también predicen que este escenario tiene una gama mucho más amplia de posibles resultados; por ejemplo, puede producir una cantidad similar de estrellas parcialmente desnudas. En el futuro, será interesante explorar qué sucede con estas estrellas parcialmente desnudas y cómo podrían observarse.