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). 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 SENTIDO 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 desarrollo
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.
Escenario para un transeúnte luminoso de
rápida evolución
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 las encuestas 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!'".
"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 expulsaba 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.
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, DC
