Explican la centenaria iluminación de los restos de una supernova

Cuando una estrella supernova explosiona, sigue brillando durante unas semanas o meses antes de desaparecer para siempre.

Sin embargo, el material expulsado hacia el exterior por su explosión se mantiene resplandeciente durante cientos o miles de años, dando lugar a lo que se denomina un remanente o resto de supernova. ¿Cómo es posible?

En el caso del remanente de la supernova Tycho, una estrella de la constelación de Cassiopeia que es una de las ocho supernovas que ha sido visible a simple vista), los astrónomos han descubierto que la causa de este resplandor es una onda de choque inversa que se mueve a una velocidad mil veces superior a la del sonido (a unos 332 mil metros por segundo) y que calienta el resto estelar, provocando que éste emita luz en forma de rayos X.

"No podríamos estudiar antiguos remanentes de supernova sin una onda inversa que los ilumine”, explica Hiroya Yamaguchi, autor de la investigación en el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), en un comunicado de dicho Centro.

Iluminación a contracorriente

La supernova de Tycho fue atisbada por vez primera en 1572, por el astrónomo danés Tycho Brahe. La aparición de esta "nueva estrella" sorprendió a los que pensaban que los cielos eran constantes e invariables. En su momento más brillante, Tycho rivalizó incluso con el brillo de Venus. Un año después de su aparición, se esfumó.

Los astrónomos modernos saben que el evento de Tycho y otros similares observados son ocasionados por un tipo de supernova conocido como Ia‎, que es una subcategoría de estrellas variables que se producen después de la violenta explosión de una enana blanca.

La explosión de Tycho arrojó elementos como silicio y hierro al espacio a una velocidad de más de 5.000 kilómetros por segundo. Cuando ese material expulsado se estrelló contra el gas interestelar circundante, creó una onda de choque que hoy día continúa moviéndose hacia el exterior.

Pero esa interacción también originó una onda de choque a contracorriente, que acelera hacia el interior del remanente a la velocidad antes mencionada. De este modo, calienta los gases del interior de los restos de supernova, provocando su fluorescencia.

El proceso es similar al que hace que se enciendan las bombillas fluorescentes de uso doméstico, excepto porque el remanente de supernova brilla en el espectro de los rayos X en lugar de en el de la luz visible, explican los científicos. Gracias a dicho proceso, pueden verse y analizarse los restos de supernovas, incluso cientos de años después de que la estrella haya explotado.

Calentamiento electrónico

El equipo de investigadores del CfA analizó el espectro de rayos X del remanente de la supernova de Tycho con la nave espacial Suzaku.

Descubrieron así que los electrones que atraviesan la onda de choque inversa se calientan rápidamente por un proceso aún sin determinar. Sus observaciones representan la primera evidencia clara de un calentamiento de electrones tan eficiente y “sin colisión" en la onda de choque inversa del remanente de la supernova Tycho, que fue descubierto en los años 60 por científicos del Observatorio Palomar. Esta nebulosa después fue fotografiada por el telescopio espacial ROSAT.

El equipo planea ahora buscar evidencias de ondas de choque inversas similares en otros remanentes de supernovas jóvenes. Los resultados obtenidos por el momento han sido aceptados para su próxima publicación en The Astrophysical Journal.