GK Persei, una nova clásica.

Una explosión de "Mini Supernova" podría tener un gran impacto.

GK Persei.

En las películas y series de ciencia-ficción de Hollywood, las explosiones están a menudo entre las estrellas del espectáculo. En el espacio, las explosiones de estrellas reales son un foco para los científicos que esperan entender mejor su nacimiento, vida y muerte y cómo interactúan con su entorno.

Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los astrónomos han estudiado una explosión en particular que puede proporcionar pistas sobre la dinámica de otras erupciones estelares mucho más grandes.

Un equipo de investigadores apuntó el telescopio a GK Persei, un objeto que se convirtió en una sensación en el mundo astronómico en 1901, cuando de repente apareció como una de las estrellas más brillantes en el cielo durante unos días, antes de perder gradualmente brillo. Hoy en día, los astrónomos citan a GK Persei como ejemplo de una "nova clásica", un estallido producido por una explosión termonuclear en la superficie de una estrella enana blanca, el denso remanente de una estrella parecida al Sol.

Una nova puede ocurrir si la fuerte gravedad de una enana blanca extrae material de su estrella acompañante en órbita. Si se acumulan suficientes materiales, sobre todo en forma de gas hidrógeno, en la superficie de la enana blanca, pueden producirse e intensificarse reacciones de fusión nuclear, culminando en una explosión de bomba de hidrógeno de tamaño cósmico. Las capas exteriores de la enana blanca se quitan, produciendo una explosión de nova que se puede observar durante un período de meses a años a medida que el material se expande hacia el espacio.

Componentes del Chandra.
Créditos: NASA/JPL-Caltech

Las novas clásicas pueden considerarse versiones en "miniatura" de explosiones de supernova. Las supernovas señalan la destrucción de una estrella entera y pueden ser tan brillantes que eclipsan a toda la galaxia donde se encuentran. Las supernovas son extremadamente importantes para la ecología cósmica porque inyectan enormes cantidades de energía al gas interestelar y son responsables de dispersar elementos como el hierro, el calcio y el oxígeno en el espacio, donde pueden ser incorporados a generaciones futuras de estrellas y planetas.

Aunque los restos de las supernovas son mucho más masivos y enérgicos que las novas clásicas, algunas de las físicas fundamentales son las mismas. Ambos implican una explosión y creación de una onda de choque que viaja a velocidades supersónicas a través del gas circundante.

Las energías y masas más modestas asociadas con las novas clásicas significan que los restos evolucionan más rápidamente. Esto, además de la frecuencia mucho mayor de su ocurrencia en comparación con supenovas, hace a las novas blancos importantes para el estudio de las explosiones cósmicas.

Chandra observó por primera vez GK Persei en febrero de 2000 y nuevamente en noviembre de 2013. Esta línea de base de 13 años proporciona a los astrónomos el tiempo suficiente para notar diferencias importantes en la emisión de rayos X y sus propiedades.

Esta nueva imagen de GK Persei contiene los rayos X de Chandra (azul), datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA (amarillo) y datos de radio de Very Large Array de la National Science Foundation (rosa). Los datos de rayos X muestran gas caliente y los datos de radio muestran la emisión de electrones que han sido acelerados a altas energías por la nueva onda de choque. Los datos ópticos revelan grupos de material que fueron expulsados ​​en la explosión. Se desconoce la naturaleza de la fuente puntual en la parte inferior izquierda.

Debido a las observaciones realizadas con Chandra durante años, los nuevos desechos se expandieron a una velocidad de unos 700,000 millas por hora. Esto se traduce en la onda expansiva moviéndose alrededor de 90.000 millones de millas durante ese período.

El Hubble y la Tierra.

Un intrigante descubrimiento ilustra cómo el estudio de los restos de la nova puede proporcionar pistas importantes sobre el entorno de la explosión. La luminosidad de rayos X del remanente de GK Persei disminuyó alrededor del 40% durante los 13 años entre las observaciones de Chandra, mientras que la temperatura del gas en el remanente se ha mantenido esencialmente constante, a aproximadamente un millón de grados Celsius. A medida que la onda de choque se expandió y calentó una cantidad creciente de materia, la temperatura detrás de la onda de energía debería haber disminuido. El desvanecimiento observado y la temperatura constante sugieren que la ola de energía ha barrido una cantidad insignificante de gas en el entorno alrededor de la estrella en los últimos 13 años. Esto sugiere que la onda debe actualmente estar expandiéndose en una región de densidad mucho más baja que antes, dando pistas a la vecindad estelar en la cual GK Persei reside.

Un artículo que describe estos resultados apareció en la edición del 10 de marzo de The Astrophysical Journal. Los autores fueron Dai Takei (RIKEN), Jeremy Drake (Observatorio Astrofísico Smithsoniano), Hiroya Yamaguichi (Centro de Vuelo Espacial Goddard), Patrick Slane (Observatorio Astrofísico Smithsoniano), Yasunobu Uchimaya (Universidad de Rikkyo, Japón), Satoru Katsuda (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón).

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.

Para saber mas ... aquí.

Créditos:

Rayos X: NASA / CXC / RIKEN / D.Takei et al; 

Óptico: NASA / STScI; 

Radio: NRAO / VLA