octubre 7, 2022

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La nova más rápida jamás registrada que se quema en un solo día

Los astrónomos han registrado la explosión más rápida jamás vista de una estrella nova.  Esta ilustración muestra el tipo de sistema de dos estrellas al que el equipo de investigación cree que pertenece V1674 Hércules.

Los astrónomos han registrado la explosión más rápida jamás vista de una estrella nova.

Vieron una estrella enana blanca «robar» gas de un gigante rojo cercano y desencadenar una explosión lo suficientemente brillante como para que se pudiera ver desde la Tierra con binoculares.

La explosión de la nova, llamada V1674 Hércules, ocurrió a 100 años luz de distancia el 12 de junio del año pasado, pero duró solo un día, tres veces más rápido que cualquier explosión anterior.

Una nova es un estallido repentino de luz brillante de un sistema de dos estrellas. Cada nova es creada por una enana blanca, el remanente muy denso de la estrella, y una estrella compañera cercana.

Los expertos de la Universidad Estatal de Arizona esperan que su observación ayude a responder preguntas más importantes sobre la química de nuestro sistema solar, la muerte de las estrellas y la evolución del universo.

Los astrónomos han registrado la explosión más rápida jamás vista de una estrella nova. Esta ilustración muestra el tipo de sistema de dos estrellas al que el equipo de investigación cree que pertenece V1674 Hércules.

¿Qué son las conchas blancas?

Una enana blanca es el remanente de una estrella más pequeña que se quedó sin combustible nuclear.

Mientras que las estrellas grandes, aquellas con una masa de más de diez veces la masa de nuestro sol, experimentan clímax asombrosamente violentos como una explosión de supernova al final de sus vidas, las estrellas más pequeñas han escapado de destinos tan dramáticos.

Cuando estrellas como el Sol llegan al final de sus vidas, se quedan sin combustible, se expanden como gigantes rojas y luego expulsan sus capas exteriores al espacio.

Todo lo que queda es el núcleo muy caliente y denso de la antigua estrella: la enana blanca.

Las enanas blancas tienen aproximadamente la masa del Sol pero aproximadamente el radio de la Tierra, lo que significa que son increíblemente densas.

La gravedad en la superficie de una enana blanca es 350.000 veces la gravedad en la Tierra.

Se vuelve muy denso porque sus electrones chocan entre sí, dando como resultado la ‘sustancia degenerativa’.

Esto significa que el radio de la enana blanca más masiva es más pequeño que el de su contraparte menos masiva.

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El material fue lanzado al espacio a millones de millas por hora, que fue visible desde la Tierra durante poco más de 24 horas antes de desaparecer.

«Fue como encender y apagar una linterna», dijo el autor principal, el profesor Sumner Starfield, de la Universidad Estatal de Arizona.

Las novas son diferentes de las supernovas. Ocurren en sistemas binarios donde hay una estrella pequeña increíblemente densa y una compañera más grande, similar al Sol.

Con el tiempo, el primero deriva materia del segundo, que se encuentra en la enana blanca.

Luego, la enana blanca calienta este material, provocando una reacción incontrolada que libera un estallido de energía y dispara el material a altas velocidades, lo que observamos como luz visible.

La nova brillante generalmente se desvanece en dos semanas o más, pero V1674 Hercules desaparece en un día.

El profesor Starrfield dijo: «Faltaba aproximadamente un día, y la nova más rápida anterior fue una que estudiamos en 1991, la V838 Herculis, que se hundió en unos dos o tres días».

Los eventos de nova a este nivel de velocidad son raros, lo que hace de esta nova un valioso tema de estudio.

Su velocidad no era la única característica inusual: la luz y la energía también enviaban impulsos como el sonido reverberante de una campana.

Cada 501 segundos, hay una oscilación detectable en las ondas de luz visible y de rayos X. Todavía queda un año, y está previsto que dure más.

«Lo más inusual es que este bamboleo se vio antes de la explosión», dijo Mark Wagner, director científico del Observatorio del Telescopio Big-Eyed en Mount Graham, en el sur de Arizona.

Pero también fue evidente cuando la nova era 10 grados más brillante. El misterio con el que la gente está tratando de lidiar es lo que impulsa esta periodicidad que puede ver sobre la banda brillante del sistema.

El equipo estadounidense también notó vientos extraños mientras observaba el material emitido por la nova, que creen que puede depender de las ubicaciones de la enana blanca y su estrella compañera.

Parecen constituir el flujo de material hacia el espacio que rodea el sistema que se encuentra en la constelación de Hércules.

Es un lugar muy conveniente, ubicado en un cielo oscuro en el este cuando el crepúsculo se desvanece después de la puesta del sol.

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Dado que esto lo coloca a menos de 17 grados al norte del ecuador celeste, se puede ver desde todo el mundo y se puede fotografiar con una exposición de solo unos segundos.

Novae puede brindarnos información importante sobre nuestro sistema solar e incluso sobre el universo en su conjunto.

Se cree que entre 30 y 60 ocurren cada año en la Vía Láctea, aunque solo se descubrieron unas 10 durante ese tiempo. La mayoría de ellos están oscurecidos por el polvo interestelar.

Una enana blanca recolecta y altera la materia, luego satura el espacio circundante con nueva materia cuando se transforma en una supernova.

Es una parte importante del ciclo de la materia en el espacio, ya que el material expulsado por las novas eventualmente formará nuevos sistemas estelares.

Eventos como estos también ayudaron a dar forma a nuestro sistema solar, asegurando que la Tierra no sea solo un trozo de carbono.

Las enanas blancas son los remanentes increíblemente densos de estrellas del tamaño de un sol que han agotado su combustible nuclear, reduciéndose a aproximadamente el tamaño de la Tierra (impresión del artista)

Las enanas blancas son los remanentes increíblemente densos de estrellas del tamaño de un sol que han agotado su combustible nuclear, reduciéndose a aproximadamente el tamaño de la Tierra (impresión del artista)

El profesor Starfield dijo: «Siempre estamos tratando de averiguar cómo se formó el sistema solar y de dónde provienen los elementos químicos del sistema solar.

Una de las cosas que aprenderemos de esta supernova es, por ejemplo, la cantidad de litio que produjo esta explosión.

«Estamos bastante seguros ahora de que una parte significativa del litio en la Tierra resultó de este tipo de erupciones».

A veces, una estrella enana blanca no pierde todo el material recolectado durante la explosión de una nova, por lo que gana masa con cada ciclo.

Esto eventualmente la hará inestable, y la enana blanca puede generar una supernova Tipo 1a, uno de los eventos más brillantes del universo.

Cada supernova de Tipo 1a alcanza el mismo nivel de brillo, por lo que se conocen como velas estándar.

El coautor, el profesor Charles Woodward de la Universidad de Minnesota, dijo: «Las velas estándar son tan brillantes que podemos verlas a grandes distancias en todo el universo».

Al observar cómo cambia el brillo de la luz, podemos hacer preguntas sobre cómo se acelera el universo o sobre la estructura tridimensional general del universo. Esta es una razón interesante para nuestro estudio de algunos de estos sistemas.

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Además, las novas pueden darnos más información sobre cómo evolucionan las estrellas en los sistemas binarios hasta su muerte, un proceso que no se comprende bien.

También sirven como laboratorios vivientes donde los científicos pueden ver la física nuclear en acción y probar conceptos teóricos.

La nova observable ahora es demasiado débil para ser vista por otros tipos de telescopios, pero todavía se puede observar con el telescopio de ojos grandes gracias a su amplia apertura y a los escáneres modernos.

El profesor Starfield y sus colegas ahora planean investigar la causa, los procesos que lo condujeron, el motivo de la disminución récord y las fuerzas detrás de los vientos observados y el brillo pulsante.

La nota fue publicada en Notas de investigación de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

¿Cómo se forman las estrellas?

Las estrellas se forman a partir de densas nubes moleculares, de polvo y gas, en regiones del espacio interestelar conocidas como viveros estelares.

Una sola nube molecular, que contiene principalmente átomos de hidrógeno, puede tener miles de veces la masa del Sol.

Se someten a un movimiento turbulento a medida que el gas y el polvo se mueven con el tiempo, lo que altera los átomos y las moléculas y hace que algunas áreas contengan más materia que otras.

Si se acumula suficiente gas y polvo en un área, comenzará a colapsar bajo el peso de su propia gravedad.

A medida que comienza a descomponerse, se calienta lentamente y se expande hacia afuera, absorbiendo más gas y polvo circundantes.

En este punto, cuando la región tiene alrededor de 900 mil millones de millas de ancho, se convierte en el núcleo preestelar y el proceso inicial para convertirse en una estrella.

Luego, durante los próximos 50 000 años, ese ancho se reducirá en 92 000 millones de millas para convertirse en el núcleo interno de la estrella.

El exceso de material se expulsa hacia los polos de la estrella y se forma un disco de gas y polvo alrededor de la estrella, formando una protoestrella.

Luego, este material se incorpora a la estrella o se expulsa a un disco más ancho que conduce a la formación de planetas, lunas, cometas y asteroides.