Una estrella gigante que explotó hace 30 millones de años en una galaxia cerca de la Tierra tenía un radio antes de convertirse en supernova que era 200 veces más grande que nuestro sol, según los astrofísicos de la Universidad Metodista del Sur, Dallas.
La explosión repentina arrojó material hacia afuera de la estrella a una velocidad de 10,000 kilómetros por segundo. Eso es equivalente a 36 millones de kilómetros por hora o 22.4 millones de millas por hora, dijo el físico de SMU Govinda Dhungana, autor principal del nuevo análisis.
El análisis exhaustivo de la curva de luz y el espectro de color de la estrella en explosión ha revelado nueva información sobre la existencia y la muerte súbita de las supernovas en general, muchos de los cuales han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
"Hay tantas características que podemos derivar de los primeros datos", dijo Dhungana. "Esta fue una gran estrella masiva, quemando un combustible tremendo. Cuando finalmente llegó a un punto, su núcleo no pudo soportar la atracción gravitacional hacia adentro, de repentecolapsó y luego explotó "
La explosión masiva fue una de las más cercanas a la Tierra en los últimos años, visible como un punto de luz en el cielo nocturno a partir del 24 de julio de 2013, dijo Robert Kehoe, profesor de física de SMU, que dirige el equipo de astrofísica de SMU.
La explosión, denominada por los astrónomos Supernova 2013ej, en una galaxia cerca de nuestra Vía Láctea fue igual en producción de energía a la detonación simultánea de 100 millones de soles de la Tierra.
La estrella era una de miles de millones en la galaxia espiral M74 en la constelación de Piscis.
Considerado cerca de los estándares de supernova, SN 2013ej estaba de hecho tan lejos que la luz de la explosión tardó 30 millones de años en llegar a la Tierra. A esa distancia, incluso una explosión tan grande solo era visible con telescopios.
Dhungana y sus colegas pudieron explorar SN 2013ej a través de una rara colección de datos extensos de siete telescopios terrestres y el satélite Swift de la NASA. Los datos abarcan un período de tiempo antes de la aparición de la supernova en julio de 2013 hasta más de 450 días después.
El equipo midió la temperatura de evolución de la supernova, su masa, su radio, la abundancia de una variedad de elementos químicos en su explosión y escombros y su distancia de la Tierra. También estimaron el momento de la explosión, el destello brillante de laonda de choque de la explosión.
Dhungana dijo que la masa original de la estrella era aproximadamente 15 veces mayor que la de nuestro sol. Su temperatura era de 12,000 Kelvin aproximadamente 22,000 grados Fahrenheit en el décimo día después de la explosión, enfriándose constantemente hasta alcanzar 4,500 Kelvin después de 50 días.La superficie del sol es de 5.800 Kelvin, mientras que el núcleo de la Tierra se estima en unos 6.000 Kelvin.
Arrojando nueva luz sobre supernovas, objetos misteriosos de nuestro universo
Las supernovas ocurren en todo el universo, pero no se entienden completamente. Los científicos no observan directamente las explosiones, sino que detectan cambios en la luz emergente a medida que se arroja material desde la estrella en explosión en los segundos y días posteriores a la explosión.
Telescopios como el telescopio robótico ROTSE-IIIb de SMU en el Observatorio McDonald en Texas, observan nuestro cielo y recogen la luz como un punto de luz brillante. Otros, como el telescopio Hobby Eberly, también en McDonald, observan un espectro.
SN 2013ej es la tercera supernova de M74 en solo 10 años. Eso es bastante frecuente en comparación con nuestra Vía Láctea, que ha tenido una escasa supernova observada en los últimos 400 años. La NASA estima que la galaxia M74 consta de 100 mil millones de estrellas.
M74 es una de las pocas docenas de galaxias catalogadas por primera vez por el astrónomo Charles Messier a fines de 1700. Tiene una estructura en espiral, también la forma aparente de la Vía Láctea, que indica que todavía está en formación estelar, en lugar de estarUna galaxia elíptica en la que ya no se forman nuevas estrellas.
Es posible que los planetas orbitaran la estrella progenitora de SN 2013ej antes de convertirse en supernova, en cuyo caso esos objetos habrían sido destruidos por la explosión, dijo Kehoe.
"Si estuvieras cerca, no sabrías que había un problema de antemano, porque en la superficie no puedes ver el núcleo calentándose y colapsando", dijo Kehoe. "Entonces, de repente explota, y estásbrindis."
Las distancias a las galaxias cercanas ayudan a determinar la escala de distancia cósmica
Los científicos no están seguros de si las supernovas dejan un agujero negro o una estrella de neutrones como un núcleo atómico gigante del tamaño de una ciudad.
"El colapso del núcleo y cómo produce la explosión es particularmente complicado", dijo Kehoe. "Parte de lo que hace que SN 2013ej sea tan interesante es que los astrónomos pueden comparar una variedad de modelos para comprender mejor lo que está sucediendo. Utilizando algunos deesta información, también podemos calcular la distancia a este objeto. Esto nos permite un nuevo tipo de objeto con el cual estudiar el universo más grande, y tal vez algún día energía oscura ".
A 30 millones de años luz de distancia, SN 2013ej fue un evento extragaláctico relativamente cercano, según Jozsef Vinko, astrofísico del Observatorio Konkoly y la Universidad de Szeged en Hungría.
"Las distancias a las galaxias cercanas juegan un papel importante en el establecimiento de la llamada escala de distancia cósmica, donde cada escalón es una galaxia a una distancia conocida"
Vinko proporcionó datos importantes de telescopios en el Observatorio Konkoly y el Observatorio Baja de Hungría y realizó análisis de medición de distancia en SN 2013ej.
"Las supernovas cercanas son especialmente importantes", dijo Vinko. "Paradójicamente, conocemos las distancias a las galaxias más cercanas con menos certeza que a las más distantes. En este caso particular pudimos combinar los extensos conjuntos de datos de SN 2013ej con aquellosde otra supernova, SN 2002ap, ambas ocurridas en M74, para suprimir la incertidumbre de su distancia común derivada de esos datos ".
El análisis del espectro de supernova es como tomar una muestra central
Si bien las estrellas parecen ser objetos estáticos que existen indefinidamente, en realidad son principalmente una bola en llamas, alimentada por la fusión de elementos, incluidos hidrógeno y helio en elementos más pesados. A medida que agotan los elementos más ligeros, deben contraerse en el núcleo yse calienta para quemar elementos más pesados. Con el tiempo, fusionan los diversos elementos químicos de la tabla periódica, pasando del más liviano al más pesado. Inicialmente fusionan helio en carbono, nitrógeno y oxígeno. Estos elementos alimentan la fusión de elementos progresivamente más pesados comoazufre, argón, cloro y potasio.
"Estudiar el espectro de una supernova a lo largo del tiempo es como tomar una muestra de núcleo", dijo Kehoe. "El calcio en nuestros huesos, por ejemplo, se cocinó en una estrella. La fusión nuclear de una estrella siempre está forjando elementos cada vez más pesados".Al principio del universo solo había hidrógeno y helio. Los otros elementos se hicieron en estrellas y en supernovas. El último producto que se creó es el hierro, que es un elemento tan pesado que no puede quemarse como combustible."
El análisis del espectro de Dhungana de SN 2013ej reveló muchos elementos, incluidos hidrógeno, helio, calcio, titanio, bario, sodio y hierro.
"Cuando tenemos tantos espectros como tenemos para esta supernova en diferentes momentos", agregó Kehoe, "podemos mirar más y más profundamente en la estrella original, algo así como una radiografía o una tomografía computarizada".
La existencia efímera de SN 2013ej fue de decenas de millones de años
El análisis del espectro SN 2013ej desde ultravioleta a infrarrojo indica que la luz de la explosión llegó a la Tierra el 23 de julio de 2013. Fue descubierta el 25 de julio de 2013 por el telescopio automático de imágenes Katzman en el Observatorio Lick de California. Una mirada retrospectiva a las imágenes capturadas por ROTSE de SMU-IIIb mostró que el telescopio robótico de SMU detectó la supernova varias horas antes, dijo Dhungana.
"Estas observaciones fueron capaces de mostrar una supernova que se ilumina rápidamente y que comenzó solo 20 horas antes", dijo. "El inicio de la supernova, denominado 'ruptura de choque' ', corresponde al momento en que la explosión interna se estrella a través del exterior de la estrellacapas."
Al igual que muchos otros, SN 2013ej era una supernova de Tipo II. Es una estrella masiva que aún experimenta fusión nuclear. Una vez que se fusiona el hierro, el combustible se agota y el núcleo se colapsa. En un cuarto de segundo la estrella explota.
Las supernovas tienen la muerte y el nacimiento escritos por todas partes
Las estrellas masivas suelen tener una vida útil más corta que las más pequeñas.
"SN 2013ej probablemente vivió decenas de millones de años", dijo Kehoe. "En el tiempo del universo, eso es un abrir y cerrar de ojos. No tiene una vida muy larga en comparación con nuestro sol, que vivirá miles de millones de años. Inclusoaunque estas estrellas son más grandes y tienen mucho más combustible, lo queman muy rápido, por lo que se calientan cada vez más hasta que se tragan el asunto y lo queman ".
Durante la mayor parte de su breve vida, SN 2013ej probablemente habría quemado hidrógeno, que luego se fusionó con helio, quemándose durante unos cientos de miles de años, luego quizás carbono y oxígeno durante unos cientos de días, calcio durante unos meses y silicio durantevarios dias.
"Las supernovas tienen la muerte y el nacimiento escritos por todas partes", dijo Kehoe. "No solo crean los elementos de los que estamos hechos, sino la onda de choque que sale de la explosión, de ahí proviene nuestro sistema solar".
El material que fluye se estrella contra nubes de material en el espacio interestelar, lo que hace que se colapse y forme un sistema solar.
"Los elementos pesados hechos en la supernova y su estrella madre son aquellos que comprenden la mayor parte de los planetas terrestres, como la Tierra, y son necesarios para la vida", dijo Kehoe.
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Materiales proporcionado por Universidad Metodista del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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