Las supernovas son uno de los eventos más violentos que podemos encontrar en el Universo, estas explosiones se dividen en diferentes clases dependiendo del objeto estelar que las provoca, desde el colapso del núcleo de una estrella masiva hasta la explosión termonuclear que se produce en la superficie de una enana blanca que le ha robado el material a una estrella compañera.

Ahora, un nuevo trabajo nos muestra que algunas de las supernovas más solitarias que se producen en el Universo son el resultado de una colisión cósmica entre una enana blanca y una estrella de neutrones.


La fusión de un sistema binario compuesto por una enana blanca y una estrella de neutrones podría explicar los eventos transitorios ricos en calcio vistos lejos de las galaxias. Mark A. Garlick/space-art.co.uk/Universidad de Warwick

“Nuestro trabajo examina los llamados” transitorios ricos en calcio”, comento Joseph Lyman, de la Universidad de Warwick.”Son luminosas explosiones que duran semanas, sin embargo, no son tan brillantes y no duran tanto como las supernovas tradicionales, lo que las hace difíciles de descubrir y estudiar en detalle”.

Estudios previos demostraron que el calcio es lanzado, por este tipo de explosiones, al medio interestelar en una mayor cantidad que el liberado por las supernovas típicas, que solo genera una pequeña fracción, por lo que estos primeros eventos parecen ser los responsables de la mayoría del calcio presente en el Universo.

“Uno de los aspectos más extraños es que parecen estallar en lugares inusuales. Por ejemplo, si nos fijamos en una galaxia, esperamos que cualquier explosión este más o menos en consonancia con la luz de fondo que vemos de esa galaxia, ya que es donde se encuentran las estrellas. Sin embargo, una gran parte de ellas explotan a grandes distancias de sus galaxias, donde el número de sistemas estelares es minúsculo” señala Lyman.

Lyman explicó que en realidad trataban de descubrir si estas explosiones tenían lugar en realidad en galaxias muy débiles presentes en las orbita de otras mayores, sin embargo su estudio mostro que estas supernovas eran el resultado de eventos únicos y separados de las galaxias, lo que les deja con la incógnita de cómo estas estrellas llegaron a los lugares donde tienen lugar.

Y es que estos eventos transitorios ricos en calcio han sido observados a decenas de miles de parsecs de distancia de cualquier potencial galaxia anfitriona, un tercio de estos acontecimientos se encontraba a como mínimo unos 65 mil años luz de una posible galaxia anfitriona.

Las observaciones realizadas gracias al Very Large Telescope (VLT) o al telescopio espacial Hubble permitieron descartar la presencia de galaxias enanas o cúmulos globulares en las regiones donde tienen lugar estas explosiones.

Por otra parte, la explicación de las supernovas de colapso de núcleo, que también parecen ser eventos transitorios en calcio, aunque más débiles, y son el resultado del colapso de una estrella masiva en un sistema binario en el que el material de la estrella masiva es destruido durante ese colapso, tampoco parece ser válida ya que los investigadores no encontraron evidencia de la presencia de una compañera binaria que hubiese sobrevivido u otras estrellas masivas en las proximidades, lo que les permite rechazar a las estrellas masivas como el origen de los transitorios ricos en calcio.


Una kilonova es el resultado del choque de dos estrellas de neutrones o la fusión de una estrella de neutrones con un agujero negro. Dana Berry/SkyWorks Digital

“Se parece cada vez más a estrellas masivas hiperveloces ya que no podíamos explicar la ubicación de estas supernovas. Deben tener menor masa que las estrellas activas, pero aún así ser una especie de sistemas binarios, ya que no se conoce ninguna manera por la que una sola estrella de poca masa puede convertirse en supernova por sí misma, o crear un evento que se vería como una supernova” señalo el profesor Andrew Levan, de la universidad del departamento de Física de Warwick y uno de los autores del trabajo.

Los investigadores compararon sus datos con lo que sabemos sobre los estallidos de rayos gamma de corta duración (SGRBs). Estos eventos también parecen surgir en aquellas regiones del espacio en las que no encontramos galaxias u otros cúmulos estelares.

Se piensa que los SGRBs tienen lugar cuando dos estrellas de neutrones colisionan, o cuando una estrella de neutrones se fusiona con un agujero negro, lo que parece haber sido respaldado tras la detección de una “kilonova” en la que se observo un SGRB gracias al trabajo dirigido por el profesor Nial Tanvir, colaborador en este estudio.

Aunque la estrella de neutrones y las fusiones de agujeros negros no explicarían estos transitorios ricos en calcio más brillantes, el equipo consideró que si el choque fue en cambio entre una estrella enana blanca y una estrella de neutrones, encajaría con sus observaciones y análisis, ya que:

- Generan la suficiente energía como para crear la luminosidad de los transitorios ricos en calcio.

- La presencia de una enana blanca podría proporcionar un mecanismo para producir material rico en calcio.

- La presencia de una estrella de neutrones podría explicar por qué este sistema binario de estrellas se encuentra tan lejos de una galaxia.

“Por tanto, lo que proponemos es que son sistemas que han sido expulsados de su galaxia. Un buen candidato en este escenario es una enana blanca y una estrella de neutrones en un sistema binario se forma” comento Lyman señalando que las estrellas de neutrones son el resultado de una explosión de supernova, estos eventos habrían lanzado a la estrella de neutrones resultante lejos de la galaxia a velocidades muy altas, cientos de kilómetros por segundo. Así, si el sistema binario hubiese sobrevivido a la explosión y a su fuga galáctica, la enana blanca y la estrella de neutrones podrían llegar a fusionarse lejos de la galaxia generando los eventos transitorios ricos en calcio.

Los investigadores señalan que este tipo de sistemas de fusión de enanas blancas y estrellas de neutrones podrían explicar algunas de las explosiones de rayos gamma de alta energía, por lo que sería recomendable realizar nuevas observaciones de los nuevos ejemplos de los transitorios ricos en calcio para confirmar esta idea. Además, estas fusiones podrían generar las hipotéticas ondas gravitacionales, las cuales podrían llegar a ser detectadas por otros experimentos que arrojarían más luz sobre la naturaleza de estos sistemas exóticos.

El trabajo ha sido publicado en Monthly Notices de la Royal Astronomical Society .

espacioprofundo.es 08/08/14