La extraña y prolongada agonía lumínica de ciertas supernovas

Tres años después de su explosión, una supernova de tipo Ia continúa brillando más de lo que cabría esperar si nos atenemos a una teoría, según se ha comprobado en una nueva investigación, a raíz de la cual se ha propuesto una posible explicación para el enigma.

Las observaciones, hechas con el Telescopio Espacial Hubble, sugieren que la potente explosión produjo una cantidad abundante de una forma pesada del cobalto que proporciona al calor de la desintegración nuclear un impulso energético extra. La investigación la ha llevado a cabo el equipo de Or Graur, del Departamento de Astrofísica del Museo Americano de Historia Natural.

Las supernovas de tipo Ia son una clase de explosión estelar que se usa frecuentemente para medir distancias respecto a galaxias muy lejanas. Se convirtieron en muy importantes para la física, en conjunto, hace un par de décadas, cuando fueron usadas para mostrar que la expansión del universo se está acelerando.

Diversas investigaciones indican que las explosiones de supernova de tipo Ia se originan en sistemas binarios (dos estrellas orbitando una alrededor de la otra) en los que una estrella es una enana blanca, el denso remanente de una estrella que fue un poco más masiva que nuestro Sol. La explosión es el resultado de una reacción termonuclear en cadena, que produce una gran cantidad de elementos pesados. La luz que los investigadores ven cuando explota una supernova de este tipo procede de la desintegración radiactiva de un isótopo del níquel (56Ni) para formar un isótopo del cobalto (56Co) y posteriormente un isótopo estable del hierro (56Fe). Aunque el pico de brillo se alcanza de forma relativamente rápida, y que la mayoría de los investigadores dejan de observar las supernovas después de transcurridos unos 100 días desde el comienzo de la explosión, la luz, debilitada, continúa radiando durante años.

Imagen de la galaxia NGC 4424, que se halla a unos 50 millones de años-luz de distancia, captada por el Telescopio Espacial Hubble, y primeros planos de la supernova de tipo Ia que observó el equipo de investigación. En la parte superior izquierda, se muestra la diferencia de brillo de la supernova con cerca de un año de diferencia. (Fotos: NASA / Hubble Space Telescope)

Estudios anteriores predijeron que unos 500 días después de una explosión los investigadores deberían ver una disminución aguda en el brillo de estas supernovas. Sin embargo, no se han observado tales disminuciones. Ivo Seitenzahl, de la Universidad Nacional Australiana, predijo en 2009 que ello podría ser debido a la desintegración radiactiva del 57Co. Este es un isótopo más pesado del cobalto con un período de semidesintegración más largo que el 56Co, y se estima que proporciona una fuente extra de energía que entra en acción unos dos o tres años después de la explosión.

Los autores del nuevo estudio, entre quienes figura Seitenzahl, probaron la predicción de Seitenzahl directamente, usando el Telescopio Espacial Hubble para observar la supernova de tipo Ia SN 2012cg más de tres años después de que explotara en la galaxia NGC 4424, la cual se halla a unos 50 millones de años-luz, cercana en términos astronómicos.

Vieron que el brillo de la supernova evoluciona justo tal como Seitenzahl predijo. Curiosamente, sin embargo, encontraron que la cantidad de 57Co necesaria para producir el brillo observado es aproximadamente el doble de la cantidad esperada. Así pues, un enigma se aclara pero aparentemente acaba de surgir otro.

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