Descubren un elemento en las supernovas que ayudaría a resolver el misterio de las estrellas en explosión

(CNN) – Los científicos examinaron recientemente los datos para comprender más sobre la supernova Cassiopeia A, ubicada a unos 11 mil años luz de distancia, que ha cautivado a los investigadores durante años.

Cassiopeia A es una burbuja gigante de gas caliente en expansión, y es el remanente más joven conocido de una explosión de supernova, que data de hace 340 años, en nuestra galaxia, la Vía Láctea. La luz de esta supernova llegó por primera vez a la Tierra en la década de 1670.

Los investigadores utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para estudiar la supernova durante años, porque está relativamente cerca, astronómicamente hablando, y proporciona información sobre la evolución del universo. Cuando las estrellas explotan, liberan sus elementos al espacio. Los telescopios como Chandra pueden ayudar a desbloquear cuáles contribuyó Cassiopeia A cuando explotó.

Los astrónomos utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA para estudiar el remanente de supernova Cassiopeia A y descubrieron titanio, que se muestra en azul claro, saliendo de él. Los colores representan otros elementos detectados, como hierro (naranja), oxígeno (violeta), silicio (rojo) y magnesio (verde).

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Liberación de elementos pesados

Si bien se sabe que las estrellas con masas de más de 10 veces la nuestra explotan una vez que se quedan sin combustible, los científicos no saben exactamente por qué ocurre esto. Estas explosiones han provocado la liberación de elementos pesados en todo el universo, como el oro y el titanio, que se encuentran en la Tierra.

“Los científicos creen que la mayor parte del titanio que se utiliza en nuestra vida diaria, como en la electrónica o la joyería, se produce en la explosión de una estrella masiva“, dijo el autor principal del estudio, Toshiki Sato, profesor asistente en el departamento de física de Rikkyo. Universidad de Tokio, en un comunicado. “Sin embargo, hasta ahora los científicos nunca han podido capturar el momento justo después de que se produce el titanio estable”.

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Las estrellas masivas funcionan con energía nuclear generada por reacciones que ocurren en su núcleo. Cuando este combustible se agota, el centro de la estrella colapsa, formando un agujero negro o un objeto denso llamado estrella de neutrones.

Si el cuerpo celeste se convierte en una estrella de neutrones, una onda de choque sale de la estrella, creando nuevos elementos a medida que ocurren las reacciones nucleares.

Cuando los científicos han realizado modelos informáticos de este fenómeno, han descubierto que la energía se quema rápidamente y hace que la onda de choque se detenga. Esto evitaría que ocurriera una explosión de supernova.

El papel potencial de los neutrinos

Nuevas simulaciones por computadora sugieren un elemento faltante que podría permitir que la supernova continúe: los neutrinos.

Estas partículas fantasmales de baja masa, creadas cuando se forma una estrella de neutrones, podrían estimular burbujas de elementos que se alejan, empujando la onda de choque hacia adelante y permitiendo una supernova. La explosión que creó la supernova Cassiopeia A probablemente fue impulsada por neutrinos, según el nuevo estudio.

Los datos de Chandra, que observa características en el espacio a través de emisiones de rayos X, produjeron estructuras con forma de dedos que literalmente apuntaban en dirección opuesta a la supernova. Estas estructuras contenían titanio y cromo, junto con hierro que fue previamente detectado por el telescopio espacial.

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La temperatura y otras condiciones necesarias para crear estos elementos coinciden con las burbujas aceleradas de las simulaciones por computadora.

“Nunca antes habíamos visto esta firma de burbujas de titanio en un remanente de supernova, un resultado que solo fue posible con las imágenes increíblemente nítidas de Chandra”, indicó el coautor del estudio Keiichi Maeda, profesor asociado en el departamento de astronomía de la Universidad de Kyoto en Japón, en una declaración. “Nuestro resultado es un paso importante para resolver el problema de cómo estas estrellas explotan como supernovas”.

Esto significa que se crearon fragmentos de titanio en las profundidades de la estrella cuando ocurrió la supernova. La cantidad de titanio estable producido por esta supernova en particular excede la masa total de la Tierra, dijeron los investigadores.

Los hallazgos, publicados en la revista Nature, también apoyan la teoría de que las explosiones impulsadas por neutrinos podrían usarse para explicar algunas explosiones masivas de estrellas.