Explosión de supernova atraviesa una burbuja de gas.

SN 2010jl.

Imagen compuesta de la galaxia UGC 5189A el longitud de onda de rayos X y luz óptica.

Las observaciones con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA han proporcionado la primera evidencia de rayos X de una onda de choque de supernova que atraviesa un capullo de gas que rodea la estrella que explotó. Este descubrimiento puede ayudar a los astrónomos a entender por qué algunas supernovas son mucho más poderosas que otras.

El 3 de noviembre de 2010, se descubrió una supernova en la galaxia UGC 5189A, ubicada a unos 160 millones de años luz de distancia. Usando datos del telescopio All Sky Automated Survey en Hawai los astrónomos determinaron que esta supernova explotó a principios de octubre de 2010 (en el marco temporal de la Tierra).

Localización de la fuente de rayos X SN 2010jl.

Esta imagen compuesta de UGC 5189A muestra datos de rayos X de Chandra en datos morados y datos ópticos del Telescopio Espacial Hubble en rojo, verde y azul. SN 2010jl es la fuente de rayos X muy brillante cerca de la parte superior de la galaxia, imagen de la derecha.

Un equipo de investigadores utilizó Chandra para observar esta supernova en diciembre de 2010 y nuevamente en octubre de 2011. La supernova fue una de las más luminosas que se haya detectado en los rayos X.

En luz óptica, SN 2010jl era aproximadamente diez veces más luminosa que una supernova típica que resulta del colapso de una estrella masiva, añadiéndose a la clase de supernovas muy luminosas que se han descubierto recientemente con estudios ópticos. Se han propuesto diferentes soluciones para explicar estas supernovas energéticas, incluyendo: 

• (1) la interacción de la onda expansiva de la supernova con una densa capa de materia alrededor de la estrella previa a la supernova. 
• (2) radiactividad resultante de una supernova de inestabilidad de pares (desencadenada por la conversión de rayos gamma en pares de partículas y antipartículas), y 
• (3) emisión impulsada por una estrella de neutrones con un campo magnético inusualmente poderoso.

Hubble.

En la primera observación de Chandra de SN 2010jl, los rayos X de la onda expansiva de la explosión fueron fuertemente absorbidos por un capullo de gas denso alrededor de la supernova. Este capullo se formó por el gas expulsado de la estrella masiva antes de que explotara.

En la segunda observación tomada casi un año después, hay mucha menos absorción de emisión de rayos X, lo que indica que la onda expansiva de la explosión ha salido del capullo circundante. Los datos de Chandra muestran que el gas que emite los rayos X tiene una temperatura muy alta, más de 100 millones de grados Kelvin, una fuerte evidencia de que ha sido calentado por la onda expansiva de la supernova.

La distribución de energía, o espectro, de SN 2010jl en luz óptica revela características que los investigadores creen que se explican por el siguiente escenario: la materia alrededor de la supernova se ha calentado e ionizado (electrones extraídos de átomos) por rayos X generados cuando la onda expansiva ara a través de este material. Si bien este tipo de interacción se ha propuesto antes, las nuevas observaciones muestran directamente, por primera vez, que esto está sucediendo.

Por lo tanto, este descubrimiento respalda la idea de que algunas supernovas son inusualmente luminosas porque sus ondas explosivas chocan contra el material que las rodea.

Chandra.

En un raro ejemplo de una coincidencia cósmica, el análisis de los rayos X de la supernova muestra que hay una segunda fuente no relacionada en casi la misma ubicación que la supernova. Estas dos fuentes se superponen fuertemente entre sí como se ve en el cielo. Es probable que esta segunda fuente sea una fuente ultraluminosa de rayos X, que posiblemente contenga un agujero negro de masa estelar inusualmente pesado o un agujero negro de masa intermedia.

Estos resultados se publicaron en un documento que aparece en la edición del 1 de mayo de 2012 de The Astrophysical Journal Letters. Los autores fueron Poonam Chandra (Royal Military College of Canada, Kingston, Canadá), Roger Chevalier y Christopher Irwin (Universidad de Virginia, Charlottsville, VA), Nikolai Chugai (Instituto de Astronomía de la Academia Rusa de Ciencias, Moscú, Rusia), Claes Fransson (Universidad de Estocolmo, Suecia) y Alicia Soderberg (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, Cambridge, MA), artículo pdf.

Crédito:
Rayos X: NASA / CXC / Royal Military College of Canada / P.Chandra et al); 
Óptico: NASA / STScI

• Publicado en Chandra el 15 de mayo de 2012