El año antes de convertirse en supernova, la estrella gigante roja ahora conocida como SN 2023ixf arrojó una cantidad inesperada de masa equivalente a la del Sol. El concepto de este artista muestra cómo eran las etapas finales de la pérdida de masa antes de que la estrella explotara. Crédito: Melissa Weiss/CfA
La evidencia de una pérdida extrema de masa antes de la explosión en una supernova recientemente descubierta sugiere que pueden estar sucediendo más cosas en el último año de vida de una estrella de lo que se pensaba anteriormente.
Una supernova cercana recientemente descubierta cuya estrella expulsó una masa solar entera de material el año anterior a su explosión desafía la teoría estándar de la evolución estelar. Las nuevas observaciones dan a los astrónomos una idea de lo que sucede en el último año antes de que la estrella muera y explote.
Supernovas de colapso del núcleo y SN 2023ixf
SN 2023ixf es una nueva supernova de tipo II descubierta por el astrónomo aficionado Koichi Itagaki de Yamagata, Japón, en mayo de 2023, poco después de que explotara su predecesora, o estrella madre. SN 2023ixf se encuentra a unos 20 millones de años luz de distancia en la galaxia Molinete, y su proximidad a la Tierra, su brillo extremo de supernova y su corta edad la convierten en un tesoro de datos observables para los científicos que estudian la muerte de estrellas masivas en explosiones de supernova.
Las supernovas de tipo II, o supernovas de colapso central, se producen cuando al menos ocho estrellas gigantes rojas, con una masa de unas 25 veces la masa del Sol, colapsan por su propio peso y explotan. Si bien SN 2023ixf se ajusta a la descripción de Tipo II, los astrónomos del Centro de Astrofísica dirigen los seguimientos de múltiples longitudes de onda. Harvard y Smithsonian (CFA) y utilizando una amplia gama de telescopios CfA, reveló un comportamiento nuevo e inesperado.
SN 2023ixf, una de las supernovas de Tipo II más cercanas en una década y una de las más brillantes hasta la fecha, es una supernova joven descubierta a principios de este año por el astrónomo aficionado Koichi Itagaki de Yamagata, Japón. La representación de este artista muestra la brillante explosión de SN 2023ixf, que ocurrió después de una cantidad inesperada de pérdida de masa como nunca antes habían visto los astrónomos. Crédito: Melissa Weiss/CfA
A las pocas horas de convertirse en supernova, las supernovas colapsadas en el núcleo de una estrella producen un destello de luz que se produce cuando la onda de choque de la explosión alcanza el borde exterior de la estrella. Sin embargo, SN 2023ixf produjo una ligera curva que no parecía ajustarse a este comportamiento esperado. Para comprender mejor el repentino avance de SN 2023ixf, un equipo de científicos dirigido por el becario postdoctoral del CfA Daiichi Hiramatsu analizó datos del telescopio Tillinghast de 1,5 metros, el telescopio de 1,2 metros y el MMT en Observatorio Fred Lawrence Whippleuna instalación de CfA ubicada en Arizona, así como datos del Proyecto Global Supernova, un proyecto emblemático del Observatorio Las Cumbres, NASAObservatorio Neil Gehrells Swift y muchos más. Este estudio de múltiples longitudes de onda, publicado esta semana en el Cartas de revistas astrofísicasSe reveló que, en marcado contraste con las expectativas y la teoría de la evolución estelar, el avance del shock SN 2023ixf se retrasó varios días.
Implicaciones del inicio retardado del shock
«La penetración tardía del choque es evidencia directa de la presencia de material denso resultante de la reciente pérdida de masa», dijo Hiramatsu, añadiendo que una pérdida de masa tan extrema es inusual en las supernovas de Tipo II. «Nuestras nuevas observaciones han revelado una cantidad significativa e inesperada de pérdida de masa, cercana a la del Sol, en el último año antes de la explosión».
Tomada con el telescopio de 1,2 metros del Observatorio Fred Lawrence Whipple del CfA el 27 de junio de 2023, poco más de un mes después de que explotara la estrella predecesora de SN 2023ixf, la imagen de esta composición combina luz verde, roja, infrarroja cercana e infrarroja para resaltar la luz. en ambos. SN 2023ixf y la galaxia Molinete. SN 2023ixf está ubicado en uno de los brazos espirales de la galaxia, como se espera de las explosiones estelares masivas. Crédito: S. Gómez/STScI
SN 2023ixf desafía la comprensión de los astrónomos sobre la evolución de las estrellas masivas y las supernovas en las que se convierten. Aunque los científicos saben que las supernovas colapsadas en sus núcleos son los puntos de origen fundamentales para la formación del universo y la evolución de los átomos, las estrellas de neutrones y los agujeros negros, se sabe muy poco sobre los años previos a las explosiones estelares. Las nuevas observaciones indican una posible inestabilidad en los últimos años de la vida de una estrella, lo que conduciría a una grave pérdida de masa. Esto podría estar relacionado con las etapas finales de la combustión nuclear de elementos de gran masa, como el silicio, en el núcleo de la estrella.
Más comentarios y colaboración
Simultáneamente con las observaciones de múltiples longitudes de onda dirigidas por Hiramatsu, Edo Berger, profesor de astronomía en Harvard y CfA, y asesor de Hiramatsu, realizó observaciones de la supernova en ondas milimétricas utilizando CfA. Matriz submilimétrica (SMA) en Maunakea Peak, Hawaii. Estos datos publicados en Cartas de revistas astrofísicas, rastreó directamente la colisión entre los restos de la supernova y el material denso perdido antes de la explosión. «SN 2023ixf explotó en el momento justo», dijo Berger. «Hace apenas unos días, comenzamos un nuevo y ambicioso programa de tres años para estudiar las explosiones de supernovas utilizando SMA, y esta emocionante supernova cercana fue nuestro primer objetivo».
«La única manera de entender cómo se comportan las estrellas masivas en los últimos años de su vida hasta el momento de la explosión es detectar supernovas cuando son muy pequeñas, preferiblemente cerca, y luego estudiarlas en múltiples longitudes de onda», dijo Berger. «Utilizando telescopios ópticos y milimétricos, hemos podido convertir SN 2023ixf en una máquina del tiempo para reconstruir lo que hacía su estrella progenitora hasta el momento de su muerte».
La importancia de los astrónomos aficionados
El descubrimiento de la supernova en sí y su seguimiento inmediato tienen un gran significado para los astrónomos de todo el mundo, incluidos aquellos que hacen ciencia en sus propios patios traseros. Itagaki descubrió la supernova el 19 de mayo de 2023 desde su observatorio privado en Okayama, Japón. Los datos recopilados por Itagaki y otros astrónomos aficionados determinaron en gran medida el momento de la explosión. Exactitud En dos horas, los astrónomos profesionales del CfA y de otros observatorios tendrán una ventaja en sus investigaciones. Los astrónomos del CfA han seguido colaborando con Itagaki en observaciones ópticas en curso.
«La asociación entre astrónomos aficionados y profesionales tiene una larga tradición de éxito en el campo de las supernovas», dijo Hiramatsu. «En el caso de SN 2023ixf, recibí un correo electrónico urgente de Kōichi Itagaki tan pronto como descubrió SN 2023ixf. Sin esta relación y el trabajo y la dedicación de Itagaki, habríamos perdido la oportunidad de obtener una comprensión crítica de la evolución de las masas masivas. estrellas y sus explosiones de supernovas.»
Referencias:
“Desde el descubrimiento hasta el primer mes de la supernova tipo II 2023ixf: pérdida de masa elevada y variable en el último año antes de la explosión” por Daichi Hiramatsu, Daichi Tsuna, Edo Berger, Koichi Itagaki, Jared A. Goldberg, Sebastian Gomes, Kishalai D., Griffin Hosseinzadeh, K. Azali Bostrom, Peter J. Brown, Iyer Arcavi, Alison Perrella, Peter K. Blanchard, Gilbert A. Esquierdo, José Farah, Dr. Andrew Howell, Tatsuya Matsumoto, Curtis McAuley, Megan Newsom, Estefania Padilla González, Craig Pellegrino, Jaehyun Rhee, Giacomo Teran, Joseph Venco y J. Craig Wheeler, 19 de septiembre de 2023. Cartas de revistas astrofísicas.
doi: 10.3847/2041-8213/acf299
“Observaciones milimétricas de tipo II SN 2023ixf: limitaciones del medio interestelar circundante” por Ido Berger, Garrett K. Keating, Raffaella Margutti, Keiichi Maeda, Kate D. Alexander, Yvette Sindis, Taranah Eftekhari, Mark Jurwell, Daichi Hiramatsu, Anna Y. Q. Ho, Tanmoy Laskar, Ramprasad Rao y Peter K. G. Williams, 10 de julio de 2023. Cartas de revistas astrofísicas.
doi: 10.3847/2041-8213/ace0c4
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