Este famoso remanente de supernova esconde un secreto
Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas y explotan en una supernova, pueden dejar enormes estructuras en el espacio llamadas restos de supernova. Estos suelen ser los objetivos favoritos de los astrónomos debido a sus formas hermosas y distintivas. Incluyen el famoso remanente de SN 1987A que fue fotografiado por el telescopio espacial James Webb el año pasado. Ahora, los astrónomos que utilizan Webb han observado más de cerca este remanente y han encontrado algo especial en su interior.
La supernova SN 1987A se observó por primera vez en 1987 (de ahí su nombre) y era lo suficientemente brillante como para ser vista a simple vista, lo que la hacía extremadamente reciente según los estándares astronómicos. Las estrellas viven millones o incluso miles de millones de años, por lo que observar cómo una llega al final de su vida en tiempo real es un verdadero placer científico. Cuando esta estrella murió, creó una especie de supernova llamada colapso del núcleo, o Tipo II, en el que el corazón de la estrella se queda sin combustible, provocando que colapse repentina y violentamente. Este colapso es tan severo que el material rebota y es expulsado en una explosión que viaja hasta un cuarto de la velocidad de la luz.
Se teoriza que este proceso deja atrás un núcleo pequeño y extremadamente denso que sería una estrella de neutrones o un agujero negro. Esta teoría es ampliamente aceptada, pero los científicos nunca habían observado que esto sucediera realmente después de una supernova, hasta ahora. Cuando los investigadores dirigieron los instrumentos de Webb a SN 1987a, vieron evidencia de una estrella de neutrones ubicada en el corazón del remanente.
“A partir de los modelos teóricos de SN 1987A, la explosión de neutrinos de 10 segundos observada justo antes de la supernova implicaba que en la explosión se formó una estrella de neutrones o un agujero negro. Pero no hemos observado ninguna firma convincente de un objeto recién nacido de ninguna explosión de supernova”, explicó en un comunicado el investigador principal Claes Fransson de la Universidad de Estocolmo. "Con este observatorio hemos encontrado evidencia directa de la emisión provocada por el objeto compacto recién nacido, probablemente una estrella de neutrones".
Fueron necesarios más de 30 años de observación del remanente para poder detectar estos indicios de una estrella de neutrones porque las observaciones requerían instrumentos extremadamente sensibles. El remanente fue uno de los primeros objetos observados por Webb cuando comenzó las operaciones científicas en julio de 2022, que incluyeron el uso de su Instrumento de infrarrojo medio (MIRI). MIRI tiene un modo particular llamado Espectrógrafo de Resolución Media (MRS), que le permite ver el argón ionizado y otros elementos ionizados creados por fotografías de muy alta energía.
"Para crear estos iones que observamos en las eyecciones, estaba claro que tenía que haber una fuente de radiación de alta energía en el centro del remanente de SN 1987A", explicó Fransson. "En el artículo, discutimos diferentes posibilidades y descubrimos que sólo unos pocos escenarios son probables, y todos ellos involucran una estrella de neutrones recién nacida".
Al combinar la evidencia del MIRI con indicaciones similares del instrumento Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec), los investigadores tienen la primera evidencia directa de la formación de una estrella de neutrones a partir de una supernova del colapso del núcleo, lo que nos acerca un paso más a la comprensión de los dramáticos ciclos de vida de estrellas.
La investigación se publica en la revista Science .