Un equipo internacional de investigadores ha realizado nuevas observaciones de una supernova inusual y ha descubierto la explosión estelar más pobre en metales jamás observada.
Esta rara supernova, llamada 2023ufx, se originó a partir del colapso del núcleo de una estrella supergigante roja que explotó en las afueras de una galaxia enana cercana. Los resultados del estudio mostraron que las observaciones tanto de esta supernova como de la galaxia en la que fue descubierta son de baja metalicidad, lo que significa que carecen de una gran cantidad de elementos más pesados que el hidrógeno o el helio.
Dado que los metales producidos dentro de las supernovas influyen en sus propiedades, incluida la forma en que las estrellas evolucionan y mueren, aprender más sobre su formación puede decir mucho a los astrónomos sobre el estado del universo cuando comenzó, especialmente porque esencialmente no había metales alrededor durante el momento de su nacimiento. , dicho Michael Tucker, autor principal del estudio y miembro del Centro de Cosmología y Física de AstroPartículas en la Universidad Estatal de Ohio.
“Si eres alguien que quiere predecir cómo surgió la Vía Láctea, debes tener una buena idea de cómo las primeras estrellas en explosión sembraron la siguiente generación”, dijo Tucker. “Comprender esto les da a los científicos un gran ejemplo de cómo esos primeros objetos afectaron su entorno”.
Las galaxias enanas en particular son análogos locales útiles de las condiciones que los científicos podrían esperar ver en el universo temprano. Gracias a ellos, los astrónomos saben que si bien las primeras galaxias eran pobres en metales, todas las galaxias grandes y brillantes cercanas a la Vía Láctea tuvieron mucho tiempo para que las estrellas explotaran y aumentaran la cantidad de contenido de metal, dijo Tucker.
La cantidad de metales que tiene una supernova también influye en aspectos como el número de reacciones nucleares que puede tener o cuánto tiempo permanece brillante su explosión. También es una de las razones por las que muchas estrellas de baja masa también corren ocasionalmente el riesgo de colapsar en agujeros negros.
El estudio fue publicado recientemente en La revista astrofísica.
Si bien el evento observado por el equipo de Tucker es sólo la segunda supernova encontrada con baja metalicidad, lo más inusual es su ubicación en relación con la Vía Láctea, dijo Tucker.
Normalmente, cualquier supernova pobre en metales que los astrónomos esperarían encontrar probablemente sería demasiado débil para verla desde nuestra galaxia debido a lo lejos que se encuentran. Ahora, debido a la llegada de instrumentos más potentes como el de la NASA telescopio espacial james webb, La detección de galaxias distantes pobres en metales se ha hecho exponencialmente más fácil.
“No hay muchos lugares pobres en metales en el universo cercano y antes del JWST, era difícil encontrarlos”, dijo Tucker.
Pero el avistamiento de 2023ufx resultó ser un feliz accidente para los investigadores. Nuevas observaciones de esta supernova en particular revelaron que muchas de sus propiedades y comportamientos son claramente diferentes de otras supernovas en galaxias cercanas.
Por ejemplo, esta supernova tuvo un período de brillo que se mantuvo estable durante unos 20 días antes de disminuir, mientras que el brillo de sus homólogas ricas en metales normalmente duraba unos 100 días. El estudio también mostró que durante la explosión se expulsó una gran cantidad de material que se movía rápidamente, lo que sugiere que debió haber estado girando muy rápidamente cuando explotó.
Este resultado implica que las estrellas pobres en metales que giraban rápidamente deben haber sido relativamente comunes durante los primeros días del universo, dijo Tucker. La teoría de su equipo es que la supernova probablemente tenía vientos estelares débiles (corrientes de partículas emitidas desde la atmósfera de la estrella) que la llevaron a cultivar y liberar tanta energía.
En general, sus observaciones sientan las bases para que los astrónomos investiguen mejor cómo sobreviven las estrellas pobres en metales en diferentes entornos cósmicos, e incluso pueden ayudar a algunos teóricos a modelar con mayor precisión cómo se comportaban las supernovas en el universo primitivo.
“Si eres alguien que quiere predecir cómo se forman y evolucionan las galaxias, lo primero que quieres es tener una buena idea de cómo las primeras estrellas en explosión influyeron en su área local”, dijo Tucker.
Las investigaciones futuras pueden tener como objetivo determinar si la supernova fue más grande en algún momento, ya sea simplemente por ser una estrella supermasiva o si sus materiales fueron despojados por una estrella aún no descubierta. compañero binario.
Hasta entonces, los investigadores tendrán que esperar a que haya más datos disponibles.
“Estamos tan temprano en la era JWST que todavía estamos encontrando muchas cosas que no entendemos sobre las galaxias”, dijo Tucker. “La esperanza a largo plazo es que este estudio sirva como punto de referencia para descubrimientos similares”.
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias, el Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Premio al Investigador de Carrera Temprana del Consejo Australiano de Investigación (DECRA) y la NASA. Christopher S. Kochanek del estado de Ohio también fue coautor.