Los científicos han estado fascinados por una serie de estrellas explosivas inusuales, marginados más allá de los confines acogedores típicos de sus galaxias. Un nuevo análisis de 13 supernovas, que incluye datos archivados del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, está ayudando a los astrónomos a explicar cómo algunos jóveneslas estrellas explotaron antes de lo esperado, arrojándolas a un lugar solitario lejos de sus galaxias anfitrionas.
Es un misterio complicado de sistemas de doble estrella, fusión de galaxias y agujeros negros gemelos que comenzó en 2000 cuando se descubrió la primera supernova, según el líder del estudio Ryan Foley, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign ". Esta historia tienedio muchos giros y vueltas, y me sorprendió en cada paso del camino ", dijo." Sabíamos que estas estrellas tenían que estar lejos de la fuente de su explosión como supernovas y quería saber cómo llegaron a sus hogares actuales."
Foley pensó que las estrellas condenadas habían migrado de alguna manera a sus lugares de descanso finales. Para probar su idea, estudió los datos del Observatorio Lick en California y el Observatorio WM Keck y el Telescopio Subaru, ambos en Hawai, para determinar qué tan rápidoPara su sorpresa, descubrió que las estrellas condenadas avanzaban a la misma velocidad que las estrellas que han sido expulsadas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, por su agujero negro supermasivo central, a más de 5 millones de millas 7 millones.kilómetros por hora. El astrónomo luego centró su atención en el envejecimiento de las galaxias en el área de las supernovas a toda velocidad. Al estudiar las imágenes de archivo del Hubble, confirmó que muchas son galaxias elípticas masivas que se fusionaron o se fusionaron recientemente con otras galaxias.los restos triturados de una galaxia canibalizada. Otras observaciones proporcionaron evidencia circunstancial de tales encuentros, mostrando que los núcleos de muchas de estas galaxias tenían una b supermasiva activa.Carecen de agujeros alimentados por la colisión.Muchas de las galaxias también residen en entornos densos en el corazón de los cúmulos de galaxias, un área privilegiada para las fusiones.La pista reveladora eran fuertes caminos de polvo que atravesaban los centros de varios de ellos.
razonó Foley. La ubicación de las supernovas en relación con las galaxias antiguas indica que las estrellas originales también deben haber sido viejas. Y si las estrellas eran viejas, entonces deberían haber tenido compañeros con ellas que proporcionaran suficiente material para desencadenar una supernovaexplosión.
¿Cómo escapa un sistema de doble estrella a los límites de una galaxia?
Foley plantea la hipótesis de que un par de agujeros negros supermasivos en las galaxias fusionadas pueden proporcionar la honda gravitacional para lanzar las estrellas binarias al espacio intergaláctico. Las observaciones del Hubble revelan que casi todas las galaxias tienen un agujero negro masivo en su centro. Según el escenario de Foley,después de que se fusionan dos galaxias, sus agujeros negros migran al centro de la nueva galaxia, cada uno con un grupo de estrellas que se arrastran. A medida que los agujeros negros bailan uno alrededor del otro, acercándose lentamente, una de las estrellas binarias en el entorno de los agujeros negrospuede vagar demasiado cerca del otro agujero negro. Muchas de estas estrellas serán arrojadas muy lejos, y esas estrellas expulsadas en los sistemas binarios sobrevivientes orbitarán aún más cerca después del encuentro, lo que acelera la fusión.
"Con un solo agujero negro, ocasionalmente una estrella vagará demasiado cerca de él y tendrá una interacción extrema", dijo Foley. "Con dos agujeros negros, hay dos depósitos de estrellas arrastrados cerca de otro agujero negro. Esto dramáticamenteaumenta la probabilidad de que una estrella sea expulsada ". Mientras que el agujero negro en el centro de la Vía Láctea puede expulsar aproximadamente una estrella por siglo, un agujero negro supermasivo binario puede expulsar 100 estrellas al año.
Después de ser expulsadas de la galaxia, las estrellas binarias se acercan a medida que sus órbitas continúan acelerando, lo que acelera el proceso de envejecimiento de las estrellas binarias. Es probable que las estrellas binarias sean enanas blancas, que son las reliquias quemadas de las estrellasEventualmente, las enanas blancas se acercan lo suficiente como para que una fuerza de marea las destroce. Cuando el material de la estrella muerta se arroja rápidamente sobre la estrella sobreviviente, se produce una explosión que causa la supernova.
El tiempo que tarda una de estas estrellas expulsadas en explotar es relativamente corto, unos 50 millones de años. Normalmente, este tipo de estrellas binarias tardan mucho en fusionarse, probablemente mucho más que la edad del universo, que es másde 13 mil millones de años.
"La interacción con los agujeros negros acorta ese fusible", explicó Foley.
Si bien los científicos piensan que han encontrado la causa de estas supernovas marginales, algunos misterios permanecen sin resolver, como por qué son inusualmente débiles. Estas supernovas produjeron más de cinco veces más calcio que otras explosiones estelares. Normalmente, las explosiones de supernovas tienen suficiente energía paracrear elementos mucho más pesados, como el hierro y el níquel, a expensas de producir el calcio más liviano. Sin embargo, para estas explosiones atípicas, la cadena de fusión se detiene a la mitad, dejando mucho calcio y muy poco hierro.
"Todo apunta a una explosión débil", dijo Foley. "Sabemos que estas explosiones tienen una menor energía cinética y menos luminosidad que las supernovas típicas. También parecen tener menos masa expulsada, mientras que una explosión más enérgica debería desatar completamente la estrella"
Los resultados aparecen en la edición del 13 de agosto de la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial STScI . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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