El remanente de supernova de 1987A no parece tener una estrella de neutrones. Crédito de la imagen: Hubble. Click para agrandar.
En 1987, los observadores terrestres vieron explotar una estrella en la galaxia enana cercana llamada Gran Nube de Magallanes. Los astrónomos estudiaron ansiosamente esta supernova, la más cercana vista en los últimos 300 años, y han continuado examinando sus restos. Aunque su onda expansiva ha iluminado las nubes circundantes de gas y polvo, la supernova parece no haber dejado ningún núcleo. Los astrónomos ahora informan que incluso los agudos ojos del telescopio espacial Hubble no lograron localizar el agujero negro o la estrella de neutrones ultracompacta que creen que fue creada por la muerte de la estrella hace 18 años.
“Creemos que se formó una estrella de neutrones. La pregunta es: ¿por qué no lo vemos? " dijo el astrónomo Genevieve Graves de UC Santa Cruz, primer autor del artículo que anuncia estos resultados.
"Ahí está el misterio: ¿dónde está la estrella de neutrones que falta?" reflexionó el coautor Robert Kirshner del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA).
Cuando una estrella masiva explota, deja una especie de objeto compacto, ya sea una bola de partículas subatómicas del tamaño de una ciudad llamada estrella de neutrones, o un agujero negro. El resultado depende de la masa de la estrella progenitora. Las estrellas más pequeñas forman estrellas de neutrones, mientras que las estrellas más grandes forman agujeros negros.
El progenitor de supernova (SN) 1987A pesaba 20 veces más que el sol, colocándolo justo en la línea divisoria y dejando a los astrónomos inciertos sobre qué tipo de objeto compacto producía. Todas las observaciones hasta la fecha no han podido detectar una fuente de luz en el centro del remanente de supernova, dejando sin respuesta la cuestión del resultado.
Detectar un agujero negro o una estrella de neutrones es un desafío. Un agujero negro se puede detectar solo cuando se traga la materia, porque la materia se calienta y emite luz a medida que cae en el agujero negro. Una estrella de neutrones a la distancia de la Gran Nube de Magallanes solo se puede detectar cuando emite rayos de radiación como un púlsar, o cuando acumula materia caliente como un agujero negro.
"Una estrella de neutrones podría estar sentada allí dentro del SN 1987A, sin acumular materia y sin emitir suficiente luz para que la veamos", dijo el astrónomo Peter Challis (CfA), segundo autor del estudio.
Las observaciones han descartado la posibilidad de un púlsar dentro de SN 1987A. Incluso si los rayos del púlsar no estuvieran dirigidos a la tierra, iluminarían las nubes de gas circundantes. Sin embargo, las teorías predicen que puede tomar de 100 a 100,000 años para que se forme un púlsar después de una supernova, porque la estrella de neutrones debe ganar un campo magnético suficientemente fuerte para alimentar el haz del púlsar. SN 1987A puede ser demasiado joven para sostener un púlsar.
Como resultado, la única forma en que los astrónomos pueden detectar el objeto central es buscar evidencia de que la materia se acumula en una estrella de neutrones o en un agujero negro. Esa acumulación podría ocurrir de una de dos maneras: la acumulación esférica en la que la materia cae desde todas las direcciones, o la acumulación de disco en la cual la materia se mueve en espiral hacia adentro desde un disco sobre el objeto compacto.
Los datos del Hubble descartan la acumulación esférica porque la luz de ese proceso sería lo suficientemente brillante como para detectarla. Si se produce una acumulación de disco, la luz que genera es muy débil, lo que significa que el disco en sí debe ser bastante pequeño tanto en masa como en extensión radial. Además, la falta de radiación detectable indica que la tasa de acreción del disco debe ser extremadamente baja, menos de aproximadamente un quinto de la masa de la Luna por año.
En ausencia de una detección definitiva, los astrónomos esperan aprender más sobre el objeto central al estudiar las nubes de polvo que lo rodean. Ese polvo absorbe la luz visible y ultravioleta y re-irradia la energía en las longitudes de onda infrarrojas.
"Al estudiar esa luz reprocesada, esperamos descubrir qué está impulsando el remanente de supernova e iluminando el polvo", dijo Graves. Las observaciones futuras del telescopio espacial Spitzer de la NASA deberían proporcionar nuevas pistas sobre la naturaleza del objeto oculto.
Observaciones adicionales de Hubble también podrían ayudar a resolver el misterio. "Hubble es la única instalación existente con la resolución y la sensibilidad necesarias para estudiar este problema", dijo Kirshner.
El documento que describe estos hallazgos está en línea en http://arxiv.org/abs/astro-ph?0505066
Fuente original: Comunicado de prensa de CfA
