Kepler resuelve el misterio de las explosiones rápidas y furiosas.
El Observatorio Espacial Kepler captura los detalles de una detonación estelar inusual.
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| Infografía de como se desarrolla una supernova tipo FELT. |
El universo es tan grande que se estima que una estrella explota como una supernova una vez por segundo. Los astrónomos capturan una pequeña fracción de estas detonaciones porque son relativamente efímeras, como luciérnagas parpadeantes en una tarde de verano. Después de dispararse a un pico repentino de brillo, una supernova puede tardar semanas en desvanecerse lentamente.
Durante la última década, los astrónomos se han visto confundidos por un "flash-in-the-pan" más curioso que aparece y luego desaparece en solo unos días, no en semanas. Se llama Transitorio Luminoso de Evolución Rápida (FELT, Fast Evolving Luminosus Transiet). Solo se han visto unos pocos FELT en los levantamientos telescópicos del cielo porque son muy breves.
Luego vino el Telescopio Espacial Kepler de la NASA que atrapó un FELT en el acto. La destacada habilidad de Kepler para registrar con precisión los cambios en el brillo de los objetos celestes fue diseñada para buscar planetas en toda nuestra galaxia. Pero un gran spinoff del observatorio es ir a la caza de supernovas también.
Las capacidades únicas de Kelper capturaron las propiedades de la explosión. Esto permitió a los astrónomos excluir una variedad de teorías sobre cómo ocurren los FELT, y convergen en un modelo plausible. Llegan a la conclusión de que el breve destello proviene de una vasta capa de material alrededor de una supernova que se ilumina abruptamente cuando la onda explosiva de supernova choca contra ella.
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| El telescopio espacial Kepler a la busqueda de exoplanetas y ahora supernovas. Crédito: NASA/JPL-Caltech. |
El universo está lleno de misteriosos fenómenos explosivos que explotan en la oscuridad. Un tipo particular de evento efímero, llamado Transiente Luminoso de Transformación Rápida (FELT), ha desconcertado a los astrónomos durante una década debido a su breve duración.
Ahora, el Telescopio Espacial Kepler de la NASA, diseñado para ir a cazar planetas a través de nuestra galaxia, también se ha utilizado para detectar FELT en el acto y determinar su naturaleza. Parecen ser un nuevo tipo de supernova que recibe un breve impulso turbo de brillo de su entorno.
La capacidad de Kepler para muestrear con precisión los cambios repentinos en la luz de las estrellas ha permitido a los astrónomos llegar rápidamente a este modelo para explicar los FELT y descartar explicaciones alternativas.
Los investigadores concluyen que la fuente del flash es de una estrella después de que colapsa para explotar como una supernova. La gran diferencia es que la estrella está envuelta dentro de una o más capas de gas y polvo. Cuando el tsunami de energía explosiva de la explosión choca contra el caparazón, la mayor parte de la energía cinética se convierte inmediatamente en luz. El estallido de radiación dura solo unos pocos días, una décima parte de la duración de una explosión de supernova típica.
Durante la última década, se han descubierto varios FELT con escalas de tiempo y luminosidades que no se explican fácilmente con los modelos tradicionales de supernova. Y, solo se han visto algunos FELT en los sondeos de cielo porque son muy breves. A diferencia de Kepler, que recolecta datos en un pedazo de cielo cada 30 minutos, la mayoría de los otros telescopios se ven cada pocos días. Por lo tanto, a menudo se deslizan sin ser detectados o con solo una o dos mediciones, dificultando la comprensión de la física de estas explosiones.
A falta de más datos, ha habido una variedad de teorías para explicar los FELT: el brillo posterior de un estallido de rayos gamma, una supernova impulsada por un magnetar (estrella de neutrones con un poderoso campo magnético) o una supernova fallida de Tipo Ia.
Luego vino Kepler con sus medidas precisas y continuas que permitieron a los astrónomos registrar más detalles del evento FELT. "Recolectamos una increíble curva de luz", dijo Armin Rest del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. "Pudimos restringir el mecanismo y las propiedades del estallido. Podríamos excluir las teorías alternativas y llegar a la explicación del modelo de caparazón denso. Esta es una nueva forma para que las estrellas masivas mueran y distribuyan el material de vuelta al espacio.
"Con Kepler, ahora podemos conectar los modelos con los datos", continuó. "Kepler hace toda la diferencia aquí. Cuando vi por primera vez los datos de Kepler, y me di cuenta de lo corto que es este transeúnte, me quedé boquiabierto. Dije: '¡Oh, guau!'".
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| El telescopio espacial Kepler. Crédito: NASA/JPL-Caltech. |
"El hecho de que Kepler captó por completo la rápida evolución realmente limita las formas exóticas en que mueren las estrellas. La riqueza de los datos nos permitió desenredar las propiedades físicas del estallido fantasma, como cuánto material expulsó la estrella al final de su vida. y la velocidad hipersónica de la explosión. Esta es la primera vez que podemos probar los modelos FELT con un alto grado de precisión y realmente relacionar la teoría con las observaciones ", dijo David Khatami de la Universidad de California en Berkeley y Lawrence Berkeley National Laboratory.
Este descubrimiento es una consecuencia inesperada de la capacidad única de Kepler para muestrear los cambios en la luz estelar de forma continua durante varios meses. Esta capacidad es necesaria para que Kepler descubra planetas extrasolares que pasan brevemente frente a sus estrellas anfitrionas, oscureciendo temporalmente la luz estelar en un pequeño porcentaje.
Las observaciones de Kepler indican que la estrella expulsó el caparazón menos de un año antes de que se convirtiera en supernova. Esto da una idea de las agonías de muerte de las estrellas que no se comprenden bien: los FELT aparentemente provienen de estrellas que se someten a "experiencias cercanas a la muerte" justo antes de morir, eructando capas de materia en mini erupciones antes de explotar por completo.
El estudio del equipo científico aparece en la edición en línea del 26 de marzo de 2018 de Nature Astronomy.
Rest dice que los próximos pasos serán encontrar más objetos en la misión K2 en curso o en la próxima misión de ese tipo, TESS. Esto permitirá a los astrónomos iniciar una campaña de seguimiento que abarque diferentes regímenes de longitud de onda, lo que limita la naturaleza y la física de este nuevo tipo de explosión.
El Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, administra las misiones Kepler y K2 para la Dirección de Misión Científica de la NASA. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, gestionó el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace and Technologies Corp. opera el sistema de vuelo con el apoyo del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder, Colorado. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, archiva, aloja y distribuye datos científicos de Kepler. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.
Enlaces de interés:
Contact
Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4514
Armin Rest
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4358
• Publicado el 26 de marzo del 2.018 en hubblesite.org.
