Se produjo la primera detección confirmada de un sistema estelar que algún día podría formar una kilonova, la explosión resultante será tan potente que podrá incluso producir oro.
Pero antes de todo ¿Qué es una kilonova?
Una explosión kilonova se produce cuando dos estrellas de neutrones -o una estrella de neutrones y un agujero negro- se fusionan. Las estrellas de neutrones son los restos estelares de estrellas masivas que explotan como supernovas. Son los objetos astronómicos más pequeños y densos que conocemos.
Las kilonovas son extraordinariamente raras. Los astrónomos creen que sólo hay unas 10 en la Vía Láctea. Pero son impresionantemente potentes y producen elementos pesados como uranio, torio y oro.
Normalmente, las detectan después de que se hayan fusionado y hayan emitido potentes explosiones de rayos gamma (gamma-ray bursts – GRB). Pero los astrónomos dicen haber detectado por primera vez una kilonova progenitora a unos 11.400 años luz de distancia. La denominaron CPD-29 2176 y se detectaron por primera vez con el observatorio Swift.
Observaciones recientes con el telescopio SMARTS de 1,5 metros del Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, en Chile, revelaron más datos: CPD-29 2176 no es un par de estrellas de neutrones, al menos todavía no.
Una de ellas es una estrella de neutrones, y la otra es una estrella masiva en camino de explotar como supernova y dejar tras de sí una estrella de neutrones. El escenario está preparado para una kilonova… dentro de un millón de años.
Supernova ultraextruida, no una simple Supernova
Pero para que la pareja de estrellas de neutrones se fusione en una kilonova en el futuro, la segunda estrella tiene que explotar como un tipo particular de supernova llamada supernova ultraextruida.
La cosa es así:
Una supernova se produce cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, haciendo que el núcleo se colapse y luego rebote hacia el exterior en una potente explosión. Una vez destruidas las capas exteriores de la estrella, sólo queda una densa estrella de neutrones.
En un sistema binario, esta típica explosión de supernova libera una enorme cantidad de energía. Tanta que la explosión puede expulsar del sistema a su estrella de neutrones compañera. Con el tiempo, la reciente supernova dejará atrás una estrella de neutrones, pero estará sola, y no habrá oportunidad de que dos estrellas de neutrones se fusionen y exploten como una kilonova.
Una supernova ultraextruida, en cambio, primero experimenta una pérdida de masa (masa que «guarda» su compañera), luego colapsa su núcleo pero expulsa finalmente muy poca masa. Esto hace que la explosión resultante no sea lo suficientemente potente como para expulsar a su compañera cuando explota.
Como dato anecdótico: Se especulaba la existencia de las supernova ultraextruida hace rato, pero la primera detección de forma convincente fue en el 2018.
CPD-29 2176
Esto último es lo que está ocurriendo en CPD-29 2176, y los investigadores dudan de que la potencial supernova tenga suficiente energía cuando explote para expulsar a su compañera estrella de neutrones. No sólo es necesario que la estrella masiva actual explote como una supernova ultraextruida, sino que la estrella de neutrones existente también lo hizo, o de lo contrario, cuando explotó como supernova, habría expulsado a su compañera estelar. Por tanto, son necesarias dos supernovas ultraextruidas.
En la infografía de arriba se ilustra la evolución del sistema estelar CPD-29 2176:
Etapa 1, dos estrellas azules masivas se forman en un sistema estelar binario.
Etapa 2, la mayor de las dos estrellas se acerca al final de su vida.
Etapa 3, la más pequeña de las dos estrellas absorbe material de su compañera más grande y madura, despojándola de gran parte de su atmósfera exterior.
Etapa 4: la estrella más grande forma una supernova ultraextruida, es decir, la explosión de una estrella al final de su vida con menos «fuerza» que una supernova normal.
Etapa 5: tal y como la observan los astrónomos en la actualidad, la estrella de neutrones resultante de la supernova anterior comienza a absorber material de su compañera.
Etapa 6, con la pérdida de gran parte de su atmósfera exterior, la estrella compañera también sufre una supernova ultraextruida. Esta etapa se producirá en aproximadamente un millón de años.
Etapa 7, un par de estrellas de neutrones en estrecha órbita mutua permanecerán ahora donde antes había dos estrellas masivas.
Etapa 8, las dos estrellas de neutrones entran en espiral una hacia la otra, cediendo su energía orbital en forma de débil radiación gravitatoria.
Etapa 9, la etapa final de este sistema cuando ambas estrellas de neutrones colisionan, produciendo una potente kilonova, la fábrica cósmica de elementos pesados de nuestro Universo.
Ahora que los astrónomos han descubierto uno de estos progenitores potenciales de kilonova, podrían estar en mejores condiciones para encontrar más. En el camino, podrán aprender más sobre las supernovas ultraextruidas.
Fuente: universetoday.com
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