Un equipo internacional de investigadores ha realizado nuevas observaciones de una supernova inusual, la explosión estelar más pobre en metales jamás detectada.
Esta rara supernova, llamada 2023ufx, nació del colapso del núcleo de una estrella supergigante roja, que explotó en las afueras de una galaxia enana cercana. Los resultados del estudio muestran que las observaciones tanto de esta supernova como de la galaxia que descubrió son de baja metalicidad, lo que significa que no abundan elementos más pesados que el hidrógeno o el helio.
Debido a que los metales producidos dentro de las supernovas influyen en sus propiedades, incluido cómo se forman y mueren las estrellas, aprender más sobre su formación puede decir mucho a los astrónomos sobre el estado del universo cuando comenzó, especialmente porque no había metales en el momento de su aparición. nacimiento. , dijo Michael Tucker, autor principal del estudio y miembro del Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio.
“Si eres alguien que quiere predecir cómo surgió la Vía Láctea, debes tener una buena idea de cómo las primeras estrellas en explosión sembraron la siguiente generación”, dijo Tucker. “Esto ofrece a los científicos un gran ejemplo de cómo estos primeros objetos afectaron su entorno”.
Las galaxias enanas en particular son análogos locales útiles de las condiciones que los científicos podrían esperar ver en el universo temprano. Debido a esto, los astrónomos saben que si bien las primeras galaxias eran pobres en metales, todas las galaxias más grandes y brillantes cercanas a la Vía Láctea han tenido mucho tiempo para estallar y acumular su contenido de metales, dijo Tucker.
La cantidad de metal en una supernova también afecta la cantidad de reacciones nucleares que tiene o cuánto dura su explosión. Esta es también una de las razones por las que muchas estrellas de baja masa corren el riesgo de colapsar ocasionalmente en agujeros negros.
El estudio fue publicado recientemente. La revista astrofísica.
El evento observado por el equipo de Tucker es sólo la segunda supernova encontrada con baja metalicidad, pero lo más inusual es su ubicación en relación con la Vía Láctea, dijo Tucker.
En general, cualquier supernova pobre en metales que los astrónomos esperen encontrar será demasiado débil para verla desde nuestra galaxia debido a lo lejos que se encuentran. Ahora, gracias a la llegada de instrumentos más potentes como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, detectar galaxias distantes pobres en metales se ha vuelto cada vez más fácil.
“No hay muchos puntos pobres en metales en el universo cercano, y antes del JWST, eran difíciles de encontrar”, dijo Tucker.
Pero el avistamiento de 2023ufx resultó ser un feliz accidente para los investigadores. Nuevas observaciones de esta supernova en particular revelan que muchas de sus propiedades y comportamientos son marcadamente diferentes de otras supernovas en galaxias cercanas.
Por ejemplo, esta supernova tuvo un período de luminosidad que permaneció estable durante unos 20 días antes de colapsar, mientras que sus homólogas ricas en metales suelen tener una luminosidad de unos 100 días. El estudio también mostró que durante la explosión se expulsó una gran cantidad de material que se movía rápidamente, lo que sugiere que estaba girando muy rápidamente cuando explotó.
Este resultado significa que las estrellas pobres en metales que rotan rápidamente deben haber sido relativamente comunes en los primeros días del universo, dijo Tucker. Su equipo teoriza que las supernovas probablemente tenían vientos estelares débiles (corrientes de partículas expulsadas de la atmósfera de la estrella) que les hicieron producir y liberar tanta energía.
En general, sus observaciones han sentado las bases para que los astrónomos investiguen mejor cómo sobreviven las estrellas pobres en metales en diferentes entornos cósmicos, e incluso han ayudado a algunos teóricos a construir modelos de cómo se comportaban las supernovas en el universo primitivo.
“Si eres alguien que quiere predecir cómo se forman y evolucionan las galaxias, lo primero que debes hacer es descubrir cuáles fueron las primeras estrellas que explotaron en su hora local”, dijo Tucker.
Las investigaciones futuras pueden tener como objetivo determinar si la supernova fue masiva en algún momento, ya sea simplemente por ser una estrella supermasiva o si su material fue despojado por una compañera binaria aún no descubierta.
Hasta entonces, los investigadores tendrán que esperar a que haya más datos disponibles.
“Estamos tan temprano en la era JWST que todavía estamos descubriendo muchas cosas que no entendemos sobre las galaxias”, dijo Tucker. “La esperanza a largo plazo es que este estudio sirva como punto de referencia para descubrimientos similares”.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias, el Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Premio al Investigador de Carrera Temprana del Consejo Australiano de Investigación (DECRA) y la NASA. Christopher S. Kochanek del estado de Ohio también fue coautor.
