La emisión de rayos gamma de una nova confirma una predicción de 2006

El estallido de una nova recurrente que fue detectada en rayos gamma confirma unas predicciones realizadas en 2006.

Las predicciones fueron hechas por Margarita Hernanz y Vincent Tatischeff. Hernanz es investigadora del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España. Tatischeff es del IJCLab, dependiente de la Universidad de París-Saclay en Francia.

RS Ophiuchi (RS Oph), situado a 5.000 años-luz de la Tierra, es un sistema binario inestable formado por una estrella gigante roja y una estrella enana blanca. Cada 15 o 20 años, se acumula suficiente material de la gigante roja en la superficie de la enana blanca para que se desencadene una explosión termonuclear. En astronomía, estas estrellas en fase explosiva se conocen como novas, ya que el aumento de luz generado por la explosión hacía en el pasado, y a veces también hoy, que una estrella demasiado tenue para ser vista desde la Tierra con la tecnología disponible, aparezca de repente en el firmamento, como si se tratase de una estrella “nueva” (“nova” en latín).

Se han registrado estallidos de RS Oph en 1898, 1933, 1958, 1967, 1985, 2006 y 2021. De hecho, todas las novas son recurrentes, pero solo unas pocas tienen periodos de recurrencia de menos de 100 años.

Su última erupción, en el año 2021, fue observada por los telescopios LAT (Large Area Telescope) de la misión Fermi y por la matriz de telescopios Cherenkov H.E.S.S. en Namibia y MAGIC en las Islas Canarias (España). Esta fue la primera vez que, en la Vía Láctea, una explosión de este tipo se observó en rayos gamma de muy alta energía mediante telescopios terrestres.

Recreación artística de una estrella enana blanca succionando materia de su estrella compañera, una gigante roja. (Ilustración: NASA / CXC / M.Weiss)

El estallido de RS Oph en 2021 confirma las predicciones que Margarita Hernanz realizó en 2006 sobre la emisión de rayos gamma de muy alta energía relacionados con la aceleración de partículas en esta nova recurrente. Aquel estudio se publicó en la revista académica The Astrophysical Journal.

La aceleración de partículas no se consideró factible en las novas hasta las observaciones de RS Oph, así que se ha convertido en un objeto clave para estudiar la microfísica de aceleración de partículas en ondas de choque astrofísicas.

En el estudio de 2006, del que Hernanz es coautora junto con V. Tatischeff, se realizaron análisis de las observaciones del estallido con radiotelescopios y telescopios infrarrojos y de rayos X, y se estudió la onda de choque generada por la explosión que golpeó a miles de kilómetros por segundo al viento de la estrella gigante roja.

Hernanz y Tatischeff predijeron en aquel entonces una aceleración de protones en esta onda de choque a energías de varios teraelectronvoltios (TeV) y una emisión gamma potencialmente observable durante varios días después de la explosión. Se trataba de la primera predicción de un proceso de este tipo en la explosión de una nova.

Los investigadores dedujeron de las observaciones en todas las longitudes de onda en 2006 que la aceleración de partículas había ocurrido en RS Oph como consecuencia de fuertes choques entre la eyección de la nova y el viento de la gigante roja. En aquel momento no se pudieron detectar rayos gamma debido a la ausencia de telescopios gamma suficientemente sensibles. No obstante, la observación de la explosión de RS Oph en 2021 confirma las predicciones de 2006 con mucha precisión.

Las observaciones existentes en diferentes longitudes de onda de esta explosión de nova en 2006 fueron cruciales para descubrir la aceleración de las partículas (protones y electrones) y contribuyeron al estudio de la teoría de la aceleración difusiva en las novas, aplicada anteriormente solo a las explosiones de supernova. «El hecho de que el proceso sea mucho más rápido en las novas que en las supernovas –porque en las explosiones de las novas hay menos masa involucrada– nos permitirá estudiar estos procesos con más detalle», dice Hernanz. (Fuente: IEEC / ICE / CSIC)