30 de noviembre de 2006

Nuevos hallazgos en supernovas

Imagen: ESO

Un grupo de astrónomos, liderado por Lifang Wang, de la Universidad de Texas A&M, Estados Unidos, reporta nuevos hallazgos que dan luz a un debate de una década de duración sobre las supernovas, explosión que marca el final y muerte de una estrella. El interrogante era cómo estas estrellas mueren, si en un fuego lento o en una explosión rápida. De las observaciones realizadas, los científicos encontraron que la materia expulsada por las explosiones muestra una asimetría significativa en su periferia pero es esférica en su interior, lo cual implica que la explosión finalmente se propaga a una velocidad supersónica.

Estos resultados se publican en la revista Science Express, la versión en línea de la prestigiosa revista Science. Otros científicos involucrados en el estudio son Dietrich Baade y Ferdinando Patat, ambos del Observatorio Europeo Austral, ESO.

"Nuestros resultados sugieren fuertemente un proceso de explosión en dos etapas en este tipo de supernovas. Esto es un importante hallazgo que tiene implicaciones potenciales en Cosmología", comenta Wang.

Usando observaciones de 17 supernovas durante un periodo de 10 años con el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO y del Observatorio McDonald (Telescopio Struve), los astrónomos infirieron la forma y estructura de la nube de desechos expulsados por las supernovas de tipo Ia. Cada supernova es el resultado de la explosión de una pequeña y densa estrella -una enana blanca- dentro de un sistema binario. Su acompañante continuamente envía materia hacia la enana blanca, y esta enana blanca alcanza su masa crítica, derivando esto en una fatal inestabilidad y por consiguiente en una supernova. La manera de como se desarrolla esta explosión inicial y cómo esta viaja a través de la estrella son eventos no bien entendidos, hasta el momento.

Las supernovas estudiadas por Wang y sus colaboradores, ocurrieron en galaxias distantes. Esto ocasiona que, por las vastas distancias cósmicas que nos separan de ellas, no puedan ser estudias en detalles con técnicas convencionales de imagen, incluyendo la interferometría. Por esto, el equipo científico determinó la forma de los "capullos" de estas explosiones al registrar la polarización de la luz proveniente de estas estrellas moribundas.

La polarimetría trabaja en base de que la luz está compuesta de ondas electromagnéticas que oscilan en ciertas direcciones. La reflexión y dispersión de la luz favorece ciertas orientaciones de campos magnéticos y eléctricos sobre otros. Es por esto que los lentes polarizados que usamos en la vida diaria filtran el resplandor de la luz reflejada por un objeto. Cuando la luz es dispersada a través de los desechos de una supernova, esta retiene información acerca de la orientación de las capas de estos desechos. Si la supernova es simétrica y esférica, todas las orientaciones serán iguales y no habrá polarización. Si, por el contrario, las capas de gas no son redondas, la luz tiende hacia la polarización y esto queda impreso en la luz.

Si además de esto se tiene información adicional (espectro-polarimetría), se puede determinar la asimetría en el continuo de la luz o en algunas líneas espectrales. En el caso de las supernovas Ia, los astrónomos encontraron que el continuo de polarización es muy pequeño como para asegurar que la forma de la explosión sea esférica.

"Nuestro estudio revela que las explosiones de supernovas tipo Ia son realmente fenómenos tridimensionales. Las regiones exteriores de esta nube explosiva son asimétricas, con diferentes materiales encontrados en "cúmulos", y las regiones internas son mas suaves", dice otro científico del grupo, Dietrich Baade.

El equipo científico identifico detectó esta asimetría, inicialmente, en el año 2003, como parte de la misma campaña observacional. Ahora, los resultados más extensos muestran el grado de polarización y por ende de esfericidad, correlacionado con el brillo intrínseco de la explosión. "De esta manera la supernova es usada para medir la aceleración de la expansión del Universo, asumiendo que estos objetos tienen uniformidad, pero la asimetría puede introducir dispersiones en las cantidades observadas", dice el investigador Ferdinando Patat.

Los modelos sugieren que los "cúmulos" son causados por un proceso de "quemado" lento llamado deflagración y que deja un camino irregular de cenizas. La "suavidad" de las regiones internas de la estrella en explosión implican un estadio: la deflagración que es la vía de un proceso más violento como una detonación, la cual viaja a velocidades supersónicas, tan rápido que libera todas las asimetrías en las cenizas dejadas por la "quema lenta" de la primera etapa, resultando en un residuo más suave y homogéneo.

Más información en:
http://www.eso.org/