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Una misteriosa supernova desprovista de hidrógeno ilumina la agonía de la muerte violenta de estrellas masivas

La impresión del artista de un gigante súper amarillo en un binario cercano con una estrella compañera secuencial principal azul, similar a las propiedades derivadas del sistema ancestro 2019yvr en Kilpatrick et al. (2021). Si el predecesor del 2019yvr estaba en un sistema binario de este tipo, debe haber tenido una interacción muy cercana que le quitó una gran cantidad de hidrógeno al gigante amarillo en los últimos 100 años antes de que explotara como una supernova. Crédito: Kavli IPMU / Aya Tsuboi

Una intrigante estrella amarilla anterior a la supernova hizo que los astrofísicos reevaluaran lo que era posible cuando murió la estrella más grande del universo. En un nuevo estudio publicado recientemente en Nueva York, el equipo describe la extraña estrella y su supernova resultante. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Al final de sus vidas, las estrellas amarillas frías suelen estar cubiertas de hidrógeno, ocultando el interior azul caliente de la estrella. Pero esta estrella amarilla, ubicada a 35 millones de años luz de la Tierra en el cúmulo de galaxias Virgo, carecía misteriosamente de esta importante capa de hidrógeno en el momento de su explosión.

“Nunca habíamos visto este escenario antes”, dijo Charles Kilpatrick, becario postdoctoral en Northwestern UniversityEl Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA), que dirigió el estudio. “Si una estrella explota sin hidrógeno, debe ser muy azul, muy caliente. Es casi imposible que una estrella esté tan fría sin hidrógeno en su capa más externa. Observamos todos los modelos estelares que podrían explicar tal estrella, y todos los modelos”. requiere que la estrella contenga hidrógeno, que, a partir de la supernova, sabemos que no lo era. Se extiende a lo que es físicamente posible “.

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Kilpatrick también es miembro del Experimento de Supernovas Juveniles, que utiliza el telescopio Pan-STARRS en Haleakala, Hawái para capturar supernovas a medida que explotan. Después de detectar el experimento de la pequeña supernova 2019yvr en la galaxia espiral relativamente cercana NGC 4666, el equipo utilizó imágenes del espacio profundo capturadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, que afortunadamente ya observó esta parte del cielo dos años y medio antes de la explosión de la estrella.

“Lo que hacen las estrellas masivas antes de explotar es un gran misterio sin resolver”, dijo Kilpatrick. “Es raro ver este tipo de estrella antes de que se convierta en una supernova”.

Las imágenes del Hubble muestran la fuente de la supernova, una estrella masiva que fue fotografiada solo dos años antes de la explosión. Pero varios meses después de la explosión, Kilpatrick y su equipo descubrieron que el material expulsado en la explosión final de la estrella parecía chocar con una gran masa de hidrógeno. Esto llevó al equipo a plantear la hipótesis de que la estrella progenitora pudo haber expulsado hidrógeno unos años antes de su muerte.

“Los astrónomos sospecharon que las estrellas estaban experimentando violentas erupciones volcánicas o dolores de muerte en los años previos al surgimiento de las supernovas”, dijo Kilpatrick. El descubrimiento de esta estrella proporciona algunas de las pruebas más directas jamás descubiertas de que las estrellas experimentan erupciones volcánicas catastróficas, lo que hace que pierdan masa antes de estallar. Si la estrella sufre estas explosiones, es probable que haya expulsado hidrógeno varias décadas antes de su explosión “.

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En el nuevo estudio, el equipo de Kilpatrick también presentó otra posibilidad: una estrella compañera menos masiva puede haber deshidrogenado la estrella progenitora de la supernova. Sin embargo, el equipo solo podrá buscar la estrella compañera después de que el brillo de la supernova se desvanezca, lo que podría llevar hasta una década.

“Al contrario de su comportamiento natural justo después de que explotó, la reacción del hidrógeno reveló que era una especie de esta extraña supernova”, dijo Kilpatrick. “Pero es extraordinario que hayamos podido encontrar su antigua estrella en los datos del Hubble. Dentro de cuatro o cinco años, creo que podremos averiguar más sobre lo que sucedió”.

La referencia: “Antepasados ​​magníficos y amplificados de la supernova Ib 2019yvr a 2,6 años antes de la explosión” por Charles de Kilpatrick, Maria R. Drott, Katie Uchitel, Georgios Demetriades, Ryan J. Foley, David O Jones, Lindsay Demarchi, K. Decker French, Christa Gall, Jens Hayworth, Wayne en Jacobson Galan, Rafaela Margotti, Anthony El Pero, Enrico Ramirez-Ruiz, Armin Rest y Cesar Rojas Bravo, 30 de marzo de 2021, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab838