El Hubble captura una visión única de la destrucción de una estrella

Como testigo de una muerte violenta, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, brindó recientemente a los astrónomos una visión completa y sin precedentes de los primeros momentos de la catastrófica desaparición de una estrella. Los datos del Hubble, combinados con otras observaciones de la estrella condenada desde telescopios terrestres y espaciales, pueden dar a los astrónomos un sistema de alerta temprana para otras estrellas a punto de explotar.

“Solíamos hablar sobre el trabajo de las supernovas como si fuéramos investigadores de la escena del crimen, donde aparecíamos después del hecho y tratábamos de averiguar qué le había pasado a esa estrella”, explicó Ryan Foley de la Universidad de California en Santa Cruz, líder del equipo que hizo este descubrimiento. “Esta es una situación diferente, porque realmente sabemos lo que está pasando y vemos la muerte en tiempo real”.

Trabajo en equipo 

La supernova, llamada SN 2020fqv, se encuentra en las galaxias que están en interacción Butterfly, que se encuentran a unos 60 millones de años luz de distancia, en la constelación de Virgo. Fue descubierta en abril de 2020 por el Zwicky Transient Facility, en el Observatorio Palomar en San Diego, California. Los astrónomos se dieron cuenta de que la supernova estaba siendo observada simultáneamente por el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), un satélite de la NASA diseñado principalmente para descubrir exoplanetas, con la capacidad de detectar una variedad de otros fenómenos. Apuntaron rápidamente al Hubble y a un conjunto de telescopios terrestres en él.

Juntos, estos observatorios dieron la primera vista holística de una estrella en la etapa más temprana de su destrucción. El Hubble sondeó el material cercano de la estrella, llamado material circunestelar, pocas horas después de la explosión. Este material se desprendió de la estrella en su último año de vida. Las observaciones permitieron a los astrónomos comprender lo que le estaba sucediendo a la estrella, justo antes de morir.

“Rara vez podemos examinar este material circunestelar, ya que solo es visible durante un tiempo muy corto y, por lo general, no comenzamos a observar una supernova hasta al menos unos días después de la explosión”, explicó Samaporn Tinyanont, líder autor del artículo del estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Para esta supernova, pudimos hacer observaciones ultrarrápidas con el Hubble, lo que proporcionó una cobertura sin precedentes de la región justo al lado de la estrella que explotó”.

Narrando la historia de la estrella

El equipo analizó las observaciones de la estrella con el Hubble, que se remontan a la década de 1990. TESS proporcionó una imagen del sistema cada 30 minutos, comenzando varios días antes de la explosión, durante la explosión misma y continuando durante varias semanas. Hubble se utilizó de nuevo a partir de sólo unas horas después de que los astrónomos detectaran por primera vez la explosión. Y al estudiar el material circunestelar con el Hubble, los científicos obtuvieron una comprensión de lo que estaba sucediendo alrededor de la estrella en la década anterior. Al combinar toda esta información, el equipo pudo crear una mirada de varias décadas a los últimos años de la estrella.

“Ahora tenemos toda esta historia sobre lo que le sucedió a la estrella en los años previos a su muerte, hasta el momento de la muerte y después”, dijo Foley. “Esta es realmente la vista más detallada de estrellas como esta en sus últimos momentos y de su explosión”.

La piedra de Rosetta de las supernovas

Tinyanont y Foley llamaron a SN 2020fqv “la Piedra de Rosetta de las supernovas”. La antigua Piedra de Rosetta, que tiene el mismo texto inscrito en tres escrituras diferentes, ayudó a los expertos a aprender a leer los jeroglíficos egipcios.

En el caso de esta supernova, el equipo científico utilizó tres métodos diferentes para determinar la masa de la estrella en explosión. Estos incluyeron comparar las propiedades y la evolución de la supernova con modelos teóricos; usar información de una imagen de archivo del Hubble de 1997 de la estrella, para descartar estrellas de mayor masa; y el uso de observaciones para medir directamente la cantidad de oxígeno en la supernova, que pondera la masa de la estrella. Los resultados son todos consistentes: alrededor de 14 a 15 veces la masa del Sol. Determinar con precisión la masa de la estrella que explota en una supernova, es crucial para comprender cómo viven y mueren las estrellas masivas. “La gente usa mucho el término ‘Piedra de Rosetta’. Pero esta es la primera vez que hemos podido verificar la masa con estos tres métodos diferentes para una supernova, y todos son sólidos”, dijo Tinyanont. “Ahora podemos avanzar utilizando estos métodos diferentes y combinándolos, porque hay muchas otras supernovas de las que obtenemos masas de un método, pero no de otro”.

¿Un sistema de alerta temprana?

Los años previos a la explosión de las estrellas, tienden a volverse más activas. Algunos astrónomos señalan a la supergigante roja Betelgeuse, que recientemente ha estado arrojando cantidades significativas de material, y se preguntan si esta estrella pronto se convertirá en supernova. Si bien Foley duda de que Betelgeuse explote de forma inminente, sí cree que deberíamos tomarnos en serio estos estallidos estelares.

“Esto podría ser un sistema de alerta”, dijo Foley. “Si vemos que una estrella comienza a temblar un poco, que comienza a actuar, entonces deberíamos prestar más atención y realmente tratar de comprender lo que está sucediendo antes de que explote. A medida que encontremos más y más supernovas de este tipo, de un gran conjunto de datos, podremos comprender mejor lo que está sucediendo en los últimos años de la vida de una estrella”.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.