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Finalmente se ha identificado una misteriosa raza de estrellas destinadas a supernovas épicas: ScienceAlert

Finalmente se ha identificado una misteriosa raza de estrellas destinadas a supernovas épicas: ScienceAlert

Cuando las estrellas masivas mueren, no lo hacen en silencio. Su muerte es un espectáculo de supernova que podría brillar más que una galaxia entera en el cielo nocturno, arrojando material estelar al espacio que los rodea mientras su núcleo colapsa en un agujero negro o una estrella de neutrones.

Ahora hemos catalogado varias de estas explosiones y analizado su luz para descubrir exactamente de qué están hechas las estrellas. Los científicos han notado un patrón extraño.

Un gran número de supernovas carecen misteriosamente de hidrógeno, lo que sugiere que también debe haber un gran número de estrellas pobres en hidrógeno de donde proceden dichas supernovas. De hecho, los astrónomos han predicho que alrededor de un tercio de todos los progenitores de supernovas masivas deberían haber sido pobres en hidrógeno.

Pero cuando se trató de encontrar esas candidatas a supernovas pobres en hidrógeno en el universo, la búsqueda cambió arriba uno pobre Posibilidaddejando a los científicos confundidos.

Pues ya no rayan. Una encuesta dedicada a encontrar estas estrellas arrojó 25 estrellas que coinciden exactamente con el perfil. Estas supuestas estrellas realmente existen y ahora sabemos cómo identificarlas.

«Este era un agujero grande y evidente». dice la astrónoma María Drot de la Universidad de Toronto, quien codirigió la investigación con la astrofísica Ylva Gottberg del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, quien en ese momento trabajaba en los observatorios del Carnegie Institution for Science, Pasadena, Estados Unidos.

«Si estas estrellas resultan ser raras, entonces todo nuestro marco teórico para todos estos diferentes fenómenos está equivocado, con implicaciones para las supernovas, las ondas gravitacionales y la luz de galaxias distantes. Este descubrimiento demuestra que estas estrellas existen».

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Según la teoría, las supernovas de capa desnuda, como se conoce a estas supernovas carentes de hidrógeno, son producidas por estrellas binarias.

Hemos visto estrellas en sistemas binarios cercanos devorar material entre sí antes. En tales conjunciones, una de las estrellas arranca la capa de hidrógeno de su compañera binaria, dejándola atrás. estrella de helio Con un poco de hidrógeno. Como resultado, el compañero emite poco hidrógeno cuando finalmente explota.

Hemos visto estrellas de helio en… Extremo superior del rango de masa estelar; Son lo suficientemente masivos como para que, cuando mueran, sus núcleos se conviertan en agujeros negros. Pero en el rango medio, es decir, estrellas que comenzaban entre 8 y 25 veces la distancia del Sol, había muy pocas.

es un problema. Estas estrellas son las progenitoras de las estrellas de neutrones y, según la teoría, las progenitoras de las fusiones de estrellas de neutrones. Su número debe ser mucho mayor que el de los monstruos verdaderamente grandes.

Pero también es difícil de detectar. Despojado de su materia exterior, gran parte de la luz que emite queda fuera del espectro de luz visible; Con una compañera más grande y brillante, saturada con todo el hidrógeno que acaba de consumir, en órbita cercana, la estrella de helio se vuelve más difícil de ver.

Por lo tanto, los investigadores realizaron sus estudios bajo luz ultravioleta. Entre 2018 y 2022, utilizó el telescopio óptico Swift Ultra-Violet para estudiar millones de estrellas en las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña, galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea. Seleccionaron 25 candidatos que mostraban tonos ultravioleta inusuales para realizar un seguimiento, utilizando telescopios de Magallanes para obtener datos espectroscópicos ópticos para revelar las composiciones químicas de las estrellas.

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Gran Nube de Magallanes en ultravioleta. (NASA/SWIFT/S. Imler/Goddard y M. Siegel/Penn State)

Y acertaron en el dinero. Sus estrellas tenían altas temperaturas, alta gravedad superficial, alto nivel de helio y bajo nivel de hidrógeno, como esperaban ver en las estrellas de helio de masa intermedia. Dieciséis de ellos incluso tenían movimientos consistentes con un compañero binario.

«Demostramos que estas estrellas eran más azules que la línea de nacimiento de la estrella, que es la etapa más azul en la vida de una sola estrella». dice Gottberg.

«Las estrellas individuales maduran evolucionando hacia la región más roja del espectro. Una estrella sólo se desplaza en la dirección opuesta si se eliminan sus capas externas, algo que se espera que sea común en las estrellas binarias que interactúan y raro entre las estrellas individuales masivas».

Este es sólo el primer paso. Actualmente, el equipo está estudiando sus estrellas con más detalle para aprender más sobre ellas y ampliando su búsqueda para buscar más estrellas de helio. También han hecho públicos sus datos y modelos teóricos, para que otros científicos puedan sumarse a la investigación.

«Este trabajo nos ha permitido encontrar una población faltante de estrellas de helio de masa intermedia, las progenitoras previstas de supernovas pobres en hidrógeno. Estas estrellas siempre han estado ahí y puede que haya más. Simplemente debemos idear formas de encontrar a ellos.» dice Gottberg.

«Nuestro trabajo puede ser uno de los primeros intentos, pero deben ser posibles otros métodos».

La investigación fue publicada en Ciencias.