La supernova diente de león y la estrella zombie

Los astrofísicos resuelven el misterio inexplicado de la última supernova histórica de 1181 e.c.

En el año 1181, una nueva estrella apareció cerca de la constelación de Casiopea y brilló durante seis meses antes de desvanecerse. Observadores chinos y japoneses de la época la registraron como una «estrella invitada». Durante siglos, este evento ha sido un misterio para los astrónomos, ya que es una de las pocas supernovas documentadas antes de la invención del telescopio, y hasta hace poco no se había podido relacionar con ningún objeto visible en el cielo actual.

Ahora se conoce como la supernova SN 1181, y en 2021, los astrónomos lograron rastrear su remanente hasta una nebulosa llamada Pa 30, que fue descubierta en 2013 por la astrónoma aficionada Dana Patchick mientras revisaba imágenes del telescopio WISE como parte de un proyecto de ciencia ciudadana.

La estrella zombie

La nebulosa Pa 30 no es un resto común de supernova, ya que en su centro hay una «estrella zombie», es decir, una estrella que sobrevivió parcialmente a la explosión. La supernova 1181 fue causada por una explosión termonuclear en una estrella densa y muerta llamada enana blanca.

Por lo general, este tipo de explosión destruye completamente a la enana blanca, pero en este caso, una parte de la estrella permaneció, creando una «estrella zombie». Este fenómeno se conoce como supernova de tipo Iax. Aún más curioso es que de esta estrella zombi surgen filamentos que se asemejan a los pétalos de un diente de león. La profesora adjunta del ISTA, Ilaria Caiazzo, y Tim Cunningham, becario Hubble de la NASA, han logrado observar estos filamentos de manera más detallada.

El equipo de Cunningham y Caiazzo estudió este remanente de supernova con el Keck Cosmic Web Imager (KCWI) de Caltech, un espectrógrafo ubicado en el Observatorio W. M. Keck de Hawái, a más de 4.000 metros sobre el nivel del mar. El KCWI está diseñado para detectar las fuentes de luz más débiles del universo y es capaz de capturar información detallada de cada parte de una imagen. Gracias a esto, el equipo pudo medir el movimiento del material en la explosión, creando un mapa tridimensional (3D) de la nebulosa y sus filamentos.

A través de estas observaciones, pudieron demostrar que el material de los filamentos se mueve a una velocidad de unos 1.000 kilómetros por segundo y no ha cambiado de velocidad desde la explosión. Esto permitió a los investigadores retroceder en el tiempo y situar la explosión casi exactamente en el año 1181. «Esto significa que el material expulsado no se ha ralentizado ni acelerado desde la explosión», explicó Cunningham.

Además de los filamentos, la forma general de la supernova también resultó ser peculiar. El equipo demostró que la eyecta, el material que se expulsa desde la explosión, tiene una forma muy asimétrica, lo que indica que la explosión inicial fue inusual. Los filamentos tienen un borde interno definido, dejando una especie de «brecha» alrededor de la estrella zombie.

Según Caiazzo, «nuestra primera caracterización detallada en 3D de la velocidad y la estructura espacial de un remanente de supernova nos dice mucho sobre un evento cósmico único que nuestros antepasados observaron hace siglos. Pero también plantea nuevas preguntas y desafíos para los astrónomos en el futuro». Caiazzo empezó a trabajar en este proyecto como becaria postdoctoral en Caltech antes de unirse al ISTA en mayo de este año.

REFERENCIA

Foto: Concepto artístico de un remanente de supernova llamado Pa 30, los restos de una explosión de supernova observada desde la Tierra en el año 1181. Inusuales filamentos de azufre sobresalen de una polvorienta capa de material expulsado. En el centro del remanente se observan los restos de la estrella original que explotó, ahora una estrella caliente inflada que podría enfriarse hasta convertirse en una enana blanca. El Keck Cosmic Web Imager (KCWI) del Observatorio W.M. Keck de Hawai ha cartografiado los extraños filamentos en 3-D y ha demostrado que vuelan hacia el exterior a unos 1.000 kilómetros por segundo. Crédito: Observatorio W.M. Keck/Adam Makarenko