Las supernovas son uno de los fenómenos más violentos del universo. Son enormes explosiones que terminan la vida de ciertos tipos de estrellas. Estas explosiones liberan enormes cantidades de energía, tanto que algunas pueden ser observadas desde la Tierra a simple vista, que aparecen como puntos de luz que son brevemente más brillante que todos los millones de estrellas en las galaxias donde se encuentran. Tras un intenso estallido de luz que duran unas pocas semanas, las supernovas dan inicio a desaparecer poco a poco hasta que efectivamente se han quemado.
Hay varios tipos de supernovas. Los astrónomos las clasifican por sus características observables, que dan pistas sobre su origen.Entre los más conocidos son los de tipo Ia .Cuando una enana blanca, el estado final de una estrella ligeramente más masiva que el Sol, absorbe la masa de otra estrella cercana o se fusiona con otra enana blanca, su masa crece hasta que se vuelve inestable y una explosión termonuclear se produce. A medida que estos eventos generan una luminosidad característica, que puedan ser utilizados por los astrónomos como "candelas estándar" para medir grandes distancias en el universo, como marineros para inferir la distancia de un faro conocido en la noche mediante la estimación de su brillo.
Los otros tipos de supernovas se producen cuando estrellas muy masivas agotan su combustible, por lo que la fusión nuclear en su interior llega a su fin. Esta fusión no sólo causa estrellas para emitir luz y el calor, pero los mantiene en equilibrio a fin de que no se colapsan bajo su propia gravedad. Cuando la fusión se detiene, el centro de la estrella colapsa y las capas externas son lanzados hacia afuera con violencia, provocando una supernova, mientras que el centro de la implosión, dejando una estrella de neutrones o de estrellas muy masivas, un agujero negro.
En los últimos años, un nuevo tipo de supernova se ha descubierto, de la que todavía se sabe muy poco, y que son más brillantes y más duraderos. Los astrónomos los llaman supernovas superluminous (SLSN). Aunque se conoce sólo una docena de ellos, un grupo internacional de investigadores ha utilizado el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) para observar una supernova superluminosa casi desde el momento en que ocurrió. La investigación ha puesto de manifiesto un comportamiento sorprendente, porque esta supernova mostró un aumento inicial de brillo que más tarde disminuyó durante unos días, y luego aumentó de nuevo con mucha más fuerza. Los científicos han combinado desde el GTC con otras observaciones con el fin de tratar de explicar el origen del fenómeno.
"Supernovas superluminosa son hasta cien veces más energía que las supernovas de tipo 1a, ya que pueden seguir siendo brillante para un máximo de seis meses antes de desaparecer, en lugar de sólo unas pocas semanas", explica Mathew Smith, un investigador post-doctoral en la Universidad de Southampton (Reino Unido ) y la persona que dirige este estudio, cuyos resultados se han publicado en la revista especializada Astrophysical journal Letters. "Lo que hemos logrado observar, que es completamente nuevo, es que antes de la gran explosión, hay una, estallido menos luminosa más corto, que podemos elegir, ya que es seguido por una caída en la curva de luz, y que dura solo unos pocos días."
Es la primera vez que algo así se ha observado en una supernova. "A partir de nuestros datos, hemos tratado de determinar si ésta es una característica única de este objeto, o si es una característica común de todas las supernovas superluminosa, pero no se ha observado antes, lo cual es perfectamente posible dada su naturaleza impredecible", dice El Científico.
Este nuevo, objeto intrigante, dado el críptico nombre de DES14X3taz por los astrónomos, fue descubierto el 21 de diciembre, 2014 en el Dark Energy Survey, un proyecto internacional que examina el cielo de la noche, por lo que las medidas de precisión de más de 300 millones de galaxias que se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra, y por cierto que detectan miles de supernovas y otros fenómenos transitorios. El objetivo de esta encuesta es para explicar la expansión del universo, y para encontrar pistas sobre la naturaleza de la energía oscura. Para ello, los astrónomos están usando una cámara digital de 570 megapíxeles extremadamente sensible en los cuatro medidor de telescopio Víctor M. Blanco en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo (Chile).
Una vez DES14X3taz había sido identificado como una posible supernova superluminosa, se solicitó una observación inmediata en el GTC, que resultó su potente ojos hacia ella durante dos noches de observación, 26 de enero y 6 de febrero de 2015. GTC dedica parte de su tiempo observando a " blancos de oportunidad ", por lo que otras observaciones programadas pueden pospuestos para dar prioridad a este tipo de fenómenos transitorios, que pueden ofrecer oportunidades irrepetibles.
"El GTC, con su enorme espejo de 10,4 millones, y su instrumento OSIRIS, es la herramienta ideal para este observador SNSL, que está a una gran distancia y porque estamos buscando información en el visible y el infrarrojo cercano", dice Smith, que es un participante en el Dark Energy Survey. Gracias a las observaciones realizadas con el GTC y otros telescopios, Smith y sus colaboradores podría reconstruir la evolución de la luminosidad de DES14X3taz desde casi el momento de su detección. También han determinado su brillo absoluto con gran precisión, así como su distancia, unos 6.400 millones de años luz.
Después de comparar sus observaciones con varios modelos físicos, los astrónomos concluyeron en su artículo que la explicación más plausible es que el mecanismo que causa esta supernova es el nacimiento de un "magnetar", una estrella de neutrones que gira rápidamente sobre su eje. En los datos, el pico inicial de la gráfica de brillo es seguido por un rápido enfriamiento del objeto, después de lo cual hay un aumento más rápido en el brillo. Esto es consistente con la emisión de una gran burbuja de material en el espacio circundante, que se enfría rápidamente a medida que crece en tamaño.
"Creemos que una estrella muy masiva, unas 200 veces la masa del Sol, se colapsa para formar un magnetar. En el proceso, la primera explosión se produce, que expulsa al espacio una cantidad de materia equivalente a la masa de nuestro sol, y esto da lugar a el primer pico de la gráfica. el segundo pico se produce cuando la estrella colapsa para formar el magnetar, que es un objeto muy denso rotación rápidamente sobre su eje, y que se calienta la materia expulsado de la primera explosión. este calentamiento es la que genera el segundo pico en la luminosidad ", explica Smith.
Esta comprensión puede permitirnos "estandarizar" supernovas superluminosa como ha ocurrido para el supernovas de tipo Ia para su uso como fuente de referencia para la medición de la distancia a grandes escalas en el universo. Su alta luminosidad puede hacer que estos objetos útiles para el cálculo de distancias en escalas mayores, y con mayor precisión que las técnicas actuales.Sin embargo, antes de llegar a ese punto, necesitamos una comprensión mucho más profunda de su origen y su naturaleza.
Otro misterio acerca de este nuevo tipo de supernova es que, hasta hace poco, todos los ejemplos detectados han sido en pequeñas galaxias con baja metalicidad (bajo contenido en elementos pesados), que no se entiende bien. "Es una parte del misterio de estos objetos", dice Smith, y añade que entre las prioridades futuras, tenemos que detectar más supernovas superluminosa y observarlos desde el momento en que se explotan en tiempo real con un telescopio del tamaño de la GTC.
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