Una supernova es un evento raro y maravilloso. Dado que estas intensas explosiones solo tienen lugar cuando una estrella masiva alcanza la etapa final de su vida evolutiva, cuando ha agotado todo su combustible y sufre un colapso del núcleo, o cuando una enana blanca en un sistema estelar binario consume a su compañero, pudiendo testigo uno es todo un privilegio.
Pero recientemente, un equipo internacional de astrónomos fue testigo de algo que puede ser aún más raro: un evento de supernova que parecía estar sucediendo en cámara lenta. Mientras que las supernovas de este tipo (SN Tipo Ibn) se caracterizan típicamente por un rápido aumento del brillo máximo y una rápida disminución, esta supernova en particular tardó un tiempo sin precedentes en alcanzar el brillo máximo y luego se desvaneció lentamente.
En aras de su estudio, el equipo de investigación, que incluía miembros del Reino Unido, Polonia, Suecia, Irlanda del Norte, los Países Bajos y Alemania, estudió un evento Tipo Ibn conocido como OGLE-2014-SN-13. Se cree que este tipo de explosiones son el resultado de estrellas masivas (que han perdido su envoltura externa de hidrógeno) que sufren colapso del núcleo y cuya eyección interactúa con una nube de material circunestelar (CSM) rico en helio.
El estudio fue dirigido por Emir Karamehmetoglu del Centro Oskar Klein de la Universidad de Estocolmo. Como le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“Se cree que las supernovas de tipo Ibn son explosiones de estrellas muy masivas, rodeadas por una región densa de material extremadamente rico en helio. Inferimos la existencia de este helio a través de la presencia de líneas estrechas de emisión de helio en sus espectros ópticos. También creemos que hay muy poco, si es que hay, Hidrógeno en el entorno inmediato de la estrella, porque si estuviera allí, se vería mucho más fuerte que el Helio en los espectros. Como se puede imaginar, este tipo de configuración es muy rara, ya que el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo con diferencia ".
Como ya se señaló, las supernovas de Tipo Ibn se caracterizan por un aumento repentino y dramático en su brillo, luego un rápido descenso. Sin embargo, al observar OGLE-2014-SN-131, que detectaron el 11 de noviembre de 2014 utilizando el Experimento de Lente Gravitacional Óptica (OGLE) en el Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia, fueron testigos de algo completamente diferente.
"OGLE-2014-SN-131 fue diferente porque tomó casi 50 días, en comparación con el más típico ~ 1 semana, para que se volviera brillante", dijo Karamehmetoglu. “Entonces también disminuyó relativamente lento. El hecho de que tardó varias veces más que el aumento típico al brillo máximo, que es diferente a cualquier otro Ibn que se haya estudiado antes, lo convierte en un objeto muy singular ".
Gracias a los datos obtenidos por el Sistema de detección de transitorios OGLE-IV, pudieron ubicar OGLE-2014-SN-131 a una distancia de aproximadamente 372 ± 9 megaparsecs (1183.95 a 1242.66 millones de años luz). Luego, se realizó un seguimiento con observaciones fotométricas utilizando el telescopio OGLE en el Observatorio Las Campanas en Chile y el Detector óptico / infrarrojo cercano de explosión de rayos gamma (GROND) en el Observatorio La Silla.
El equipo también obtuvo datos espectroscópicos utilizando el New Technology Telescope (NTT) de ESO en La Silla y el Very Large Telescope (VLT) en el Observatorio Paranal (ambos ubicados en Chile). Además de tener un tiempo de subida inusualmente largo, los datos combinados también indicaron que la supernova tenía una curva de luz inusualmente amplia. Para explicar todo esto, el equipo consideró una serie de posibilidades.
Para empezar, consideraron los modelos estándar de desintegración radioactiva, que son conocidos por alimentar las curvas de luz de la mayoría de las otras supernovas Tipo I y Tipo II. Sin embargo, estos no podrían explicar lo que habían observado con OGLE-2014-SN-131. Como tal, comenzaron a considerar escenarios más exóticos, que incluían la entrada de energía de una joven estrella de neutrones que gira rápidamente (también conocida como una magnetar) cercana.
Si bien este modelo explicaría el comportamiento de OGLE-2014-SN-131, fue limitado porque aún no se sabe qué circunstancias serían necesarias para invocar a un magnetar. Como tal, Karamehmetoglu y su equipo también consideraron la posibilidad de que las explosiones pudieran ser impulsadas por choques creados por la interacción del material expulsado de la supernova con el CSM rico en helio.
Gracias a los datos espectrales obtenidos por NTT y VLT, sabían que dicho material existía alrededor de la estrella y, por lo tanto, el modelo podía reproducir el comportamiento observado. Como explicó Karamehmetoglu, es por esta razón que favorecen este modelo sobre los demás:
“En este escenario, la razón por la cual OGLE-2014-SN-131 es diferente de otros SNe Tipo Ibn se debe a la naturaleza inusualmente masiva de su estrella progenitora. Una estrella muy masiva, entre 40-60 veces la masa de nuestro Sol, ubicada en una galaxia de baja metalicidad, probablemente dio lugar a este SN al expulsar una gran cantidad de materia rica en helio, y finalmente explotó como un SN ".
Además de ser un evento único, este estudio también tiene algunas implicaciones drásticas para la astronomía y el estudio de las supernovas. Gracias a la detección de OGLE-2014-SN-131, cualquier modelo futuro que intente explicar cómo se forman las supernovas de Tipo Ibn ahora tiene una restricción estricta. Al mismo tiempo, los astrónomos ahora tienen un modelo existente para considerar si y cuando presencian otras supernovas que exhiben tiempos de subida particularmente largos.
Mirando hacia el futuro, esto es precisamente lo que Karamehmetoglu y sus colegas esperan hacer. "En nuestro próximo esfuerzo, estudiaremos otros tipos de SN, menos raros, que tienen tiempos de subida largos y, por lo tanto, probablemente son creados por estrellas muy masivas", dijo. "Vamos a aprovechar el marco de comparación que desarrollamos al estudiar OGLE-2014-SN-131".
Una vez más, el Universo nos ha enseñado que dos de los aspectos más importantes de la investigación científica son la adaptabilidad y el compromiso con el descubrimiento continuo. Cuando las cosas no se ajustan a los modelos existentes, desarrolle otros nuevos y pruébelos.
