El Satélite De Rayos X Suzaku Revela La Masa Antes De La Explosión De Una Estrella Enana Blanca

Los astrónomos revelan la masa previa a la explosión de una estrella enana blanca

El remanente de supernova 3C 397 se muestra aquí en rayos X del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA (púrpura) y Suzaku (azul).

Un estudio recientemente publicado revela que el remanente de supernova 3C 397 es el resto de un solo enano blanco esa materia acumulada de una estrella compañera normal. La enana blanca explotó cuando su masa se acercó a 1,4 masas solares.

Utilizando datos de archivo del satélite de rayos X Suzaku, dirigido por Japón, los astrónomos han determinado la masa antes de la explosión de una estrella enana blanca que estalló hace miles de años. La medición sugiere fuertemente que la explosión involucró solo a una enana blanca, descartando un escenario alternativo bien establecido que involucra a un par de enanas blancas fusionadas.

“La evidencia creciente indica que ambos mecanismos producen lo que llamamos supernovas de tipo Ia”, dijo el investigador principal Hiroya Yamaguchi, astrofísico de NASA Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland. “Para comprender cómo explotan estas estrellas, debemos estudiar los escombros en detalle con instrumentos sensibles como los de Suzaku”.

Los investigadores analizaron las observaciones de archivo de un remanente de supernova llamado 3C 397, que se encuentra a unos 33.000 años luz de distancia en la constelación de Aquila. Los astrónomos estiman que esta nube de escombros estelares se ha expandido durante entre 1.000 y 2.000 años, lo que convierte al 3C 397 en un remanente de mediana edad.

El equipo hizo detecciones claras de elementos cruciales para pesar a la enana blanca utilizando datos del espectrómetro de imágenes de rayos X de Suzaku. La observación, realizada en octubre de 2010 a energías entre 5.000 y 9.000 electronvoltios, proporcionó una exposición efectiva total de 19 horas.

Los datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA proporcionaron información sobre la cantidad de gas y polvo que el remanente en expansión ha acumulado a medida que avanza hacia el espacio interestelar. Las observaciones, de abril de 2005, indican que 3C 397 ha barrido una masa unas 18 veces mayor que la enana blanca original. Como resultado, el equipo concluye que las ondas de choque han calentado completamente las partes más internas del remanente.

La mayoría de las estrellas de masa baja y media similares al sol terminarán sus días como enanas blancas. Una enana blanca típica es tan masiva como nuestro sol pero aproximadamente del tamaño de la Tierra. Esto hace que las enanas blancas se encuentren entre los objetos más densos que conocen los científicos, solo superadas por las estrellas de neutrones y los agujeros negros.

“Las enanas blancas permanecen estables siempre que nunca inclinen la balanza demasiado cerca de 1,4 masas solares”, dijo el miembro del equipo Carles Badenes, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pittsburgh en Pensilvania. “Las enanas blancas cercanas a este límite están al borde de una explosión catastrófica. Todo lo que se necesita es un poco más de masa “.

Hasta hace poco, los astrónomos pensaban que la forma más probable de que una enana blanca ganara masa sería como miembro de un sistema binario cercano con una estrella normal similar al sol. Al acumular materia de su compañera, la enana blanca puede, durante millones de años, acercarse al límite y explotar. Se espera que las estrellas compañeras sobrevivan, pero los astrónomos encuentran poca evidencia de ellas, lo que sugiere la necesidad de un modelo alternativo. En el escenario de la fusión, la explosión es provocada por un par de enanas blancas de menor masa, cuyas órbitas se estrechan con el tiempo hasta que finalmente se fusionan y explotan.

“Podemos distinguir cuál de estos escenarios es responsable de un remanente de supernova dado contando el níquel y el manganeso en la nube en expansión”, dijo el astrofísico de Goddard Brian Williams. “Una explosión de una sola enana blanca cerca de su límite de masa producirá cantidades significativamente diferentes de estos elementos que una fusión”.

El equipo también midió el hierro y el cromo, que se producen en todas las explosiones de tipo Ia, como una forma de estandarizar sus cálculos.

El estudio, que se publicó el 12 de marzo en The Astrophysical Journal Letters, es parte de un programa continuo de investigación de Suzaku destinado a ayudar a los astrónomos a comprender mejor la diversidad de supernovas de tipo Ia, una clase importante de explosión estelar utilizada para sondear el universo distante. Este hallazgo muestra que al menos algunas supernovas de tipo Ia deben tener compañeros estelares sobrevivientes, y el equipo enfatiza que la búsqueda de estas estrellas debe continuar.

Lanzado el 10 de julio de 2005, Suzaku fue desarrollado en el Instituto Japonés de Ciencia Espacial y Astronáutica (ISAS), que es parte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ( JAXA ), en colaboración con la NASA y otras instituciones japonesas y estadounidenses.

Publicación : Hiroya Yamaguchi, et al., “A Chandrasekhar Mass Progenitor for the Type Ia Supernova Remnant 3C 397 from The Enhanced Abundances of Nickel and Manganese”, 2015, ApJ, 801, L31; doi: 10.1088 / 2041-8205 / 801/2 / L31

Copia en PDF del estudio : un progenitor en masa de Chandrasekhar para el remanente de supernova de tipo Ia 3C 397 de The Enhanced Abundances of Nickel and Manganeso

Imagen: NASA / Suzaku y NASA / CXC, DSS y NASA / JPL -Caltech

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