Resumen:
Un remanente de una estrella que explotó hace unos 850 años está desafiando la comprensión tradicional de las explosiones de supernovas. Un equipo de investigación internacional utilizó el telescopio Gemini Norte para obtener las imágenes de observación más claras hasta la fecha y descubrió que hay una gran cantidad de estructuras de gas no resueltas previamente escondidas dentro del famoso remanente de supernova Pa 30. Lo que es aún más sorprendente es que la estrella que causó la explosión no fue completamente destruida, sino que ha sobrevivido hasta el día de hoy.
Pa 30 está a unos 7.500 años luz de la Tierra. Su periferia exterior muestra una forma radial similar a la de un diente de león, por lo que desde hace tiempo atrae la atención de los astrónomos. Este objetivo fue descubierto originalmente por un científico ciudadano en 2013. Posteriormente, los astrónomos determinaron que estaba relacionado con una explosión de supernova registrada en 1181 d.C. Este evento astronómico fue registrado de forma independiente por astrónomos de China, Japón y la región árabe. Con esta confirmación, Pa 30 se convierte en una de las cinco supernovas históricas que fueron claramente documentadas antes de la invención de los telescopios y para las cuales finalmente se encontraron remanentes equivalentes.
La investigación fue codirigida por Tim Cunningham del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica e Ilaria Caiazzo, profesora asistente en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), y los resultados se publicaron en el Astrophysical Journal.
El equipo de investigación utilizó el Telescopio Gemini Norte en Mauna Kea, Hawaii, para realizar observaciones de alta resolución de Pa 30. Al analizar las longitudes de onda específicas de la luz emitida por el azufre ionizado y el oxígeno doblemente ionizado, los investigadores pudieron observar la estructura interna de las ruinas con una precisión sin precedentes.
Los resultados muestran que la nueva imagen revela aproximadamente diez veces más estructuras de gas similares a filamentos que las observadas anteriormente. En lugar de flujos suaves y continuos, estas estructuras están formadas por grandes nudos de gas muy apretados, como perlas en un hilo.
Caiazzo dijo que debido a que Pa 30 está relativamente cerca de la Tierra, los científicos pueden ver detalles tan ricos. Señaló que la escala de cada nudo de gas es extremadamente grande, e incluso el área del sistema solar que se extiende desde el Sol hasta la órbita de Neptuno puede albergar fácilmente más de diez de ellos. Sorprende especialmente la consistencia en la forma y el tamaño de estos nudos de gas. El equipo de investigación espera explicar su mecanismo de formación a través de modelos teóricos en el futuro.
La investigación también confirmó que la estrella ubicada en el centro de la reliquia es una "estrella zombi" que sobrevivió a la explosión de una supernova de tipo Iax.
La supernova tipo Iax es un evento de explosión incompleta extremadamente raro. A diferencia de las supernovas tradicionales que destruyen completamente la estrella, este tipo de explosión deja un núcleo restante. Pa 30 es actualmente el único remanente de supernova tipo Iax conocido en la Vía Láctea. Aunque los científicos han encontrado objetos similares en otras galaxias, Pa 30 es el único caso en el que se ha observado directamente una estrella superviviente.
Investigaciones anteriores creían que Pa 30 podría haberse formado por la colisión de dos estrellas enanas blancas. Las enanas blancas son restos de estrellas de alta densidad que han evolucionado, con un volumen cercano al tamaño de la Tierra pero con una masa extremadamente alta. Cuando dos enanas blancas chocan, pueden desencadenar una rara explosión de supernova Tipo Iax.
En muchos eventos de supernova, debido a que la explosión no es completamente simétrica, los objetos supervivientes generalmente adquieren una velocidad similar a la de "retroceso" y son empujados violentamente lejos del centro de la explosión. Sin embargo, el equipo de investigación descubrió que las estrellas supervivientes en Pa 30 están ubicadas casi exactamente en el centro de la nebulosa y sus velocidades de movimiento lateral son extremadamente lentas.
Caiazzo explicó que la conservación del impulso en física significa que si el proceso de explosión es altamente simétrico, el material expulsado también debería mantener una distribución simétrica, y la estrella restante no ganará una velocidad de retroceso significativa. Las mediciones del equipo mostraron que el límite superior de la velocidad lateral de la estrella era tan pequeño que apenas se podía ver saliendo del lugar de la explosión.
Este descubrimiento proporciona pistas importantes para comprender cómo se forman las supernovas de tipo Iax.
Aunque las supernovas de tipo Iax son raras, los investigadores creen que puede haber muchas más reliquias de este tipo escondidas en la Vía Láctea. Cunningham señaló que la historia de los seres humanos que registran de manera confiable eventos de explosiones estelares es de sólo unos mil años, por lo que no se puede descartar que haya una gran cantidad de objetivos similares que aún no han sido descubiertos, pero que simplemente están escondidos en las regiones oscuras de las profundidades de la Vía Láctea.
Dijo que los científicos tienen mucha suerte de poder estudiar un cuerpo celeste tan especial ahora, porque esta explosión no solo ocurrió en un período histórico, sino que también dejó registros de observación independientes de múltiples civilizaciones, proporcionando valiosas coordenadas de tiempo para la astronomía moderna.
El equipo de investigación cree que a medida que se siga utilizando una nueva generación de grandes telescopios, se espera que los humanos descubran más sistemas similares de "estrellas zombis". Al mismo tiempo, Pa 30 también se convertirá en un importante modelo de referencia para la identificación de este tipo de objetos.
En la actualidad, todavía quedan muchos misterios sin resolver en Pa 30, como por ejemplo cómo se forman esos nudos de gas con estructuras muy uniformes. Los investigadores esperan utilizar observaciones más profundas y análisis de big data en el futuro para seleccionar objetivos candidatos en la Vía Láctea y galaxias cercanas.
Cunningham dijo que la astronomía moderna ha entrado en la era del big data y que las características únicas mostradas por Pa 30 ayudarán a los investigadores a encontrar más reliquias similares a partir de datos de observación masiva.
Caiazzo señaló que a medida que aumenta la distancia de observación, las señales celestes se volverán más débiles y más difíciles de resolver. Aunque las supernovas de tipo Iax pueden detectarse en galaxias distantes, sus estructuras remanentes a menudo quedan sin resolver. Por lo tanto, un objetivo relativamente cercano y bien conservado como Pa 30 es particularmente valioso. En el futuro, el equipo de investigación planea utilizar las propiedades únicas de Pa 30 para continuar buscando más estrellas que explotaron pero sobrevivieron en la Vía Láctea y las galaxias circundantes.
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