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17.10.2013 (IEEC)

Las explosiones más brillantes del Universo parecen estar alimentadas por los campos magnéticos de las estrellas de neutrones

Un equipo científico europeo, del que forman parte dos astrónomas españolas, Nancy Elias-Rosa y Antonia Morales-Garoffolo, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC/IEEC) publica hoy un trabajo en Nature que da nuevas claves para entender las supernovas más brillantes descubiertas hasta el momento en el Universo: las supernovas superluminosas (SLSN). El artículo propone que estas explosiones de supernova tan brillantes podrían estar provocadas por estrellas de neutrones que giran cientos de veces por segundo creando campos magnéticos enormes.   Las estrellas masivas finalizan su vida como explosiones estelares espectaculares llamadas supernovas, llenando el Universo de todos los elementos químicos que vemos a nuestro alrededor. Son miles de millones de veces más brillantes que el Sol, de hecho son tan brillantes que hay una gran comunidad de astrónomos que inspeccionan el cielo regularmente en busca de  nuevas supernovas  en galaxias cercanas. Se sabe desde hace décadas que el calor y la luz de estos eventos tienen su origen en las ondas explosivas y material radioactivo que generan las estrellas masivas cuando, al final de su vida, se desploman sobre sí mismas para dar lugar a una estrella de neutrones o un agujero negro. Sin embargo, recientemente, se ha descubierto la existencia de supernovas demasiado luminosas (las SLSN)  para ser interpretadas de esta manera. Estas supernovas son cientos de veces más brillantes que las supernovas típicas y el origen de sus propiedades extremas es aún un misterio. Los descubrimientos de estas particulares explosiones estelares  han sido posibles gracias al nacimiento en los últimos años de varios programas científicos que cartografían constantemente el cielo en busca de nuevos tipos de objetos transitorios. Gracias a uno de estos programas, Pan-STARRS (‘Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System’), se encontraron dos supernovas que resultaron ser de las más brillantes jamás descubiertas. El equipo europeo mencionado anteriormente observó su evolución durante más de un año mientras se apagaban lentamente, y para ello utilizaron algunos de los telescopios más grandes del mundo.  En particular, el Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC/IEEC) participó con observaciones muy relevantes obtenidas con el Gran Telescopio de Canarias, un telescopio con un espejo de 10 metros de diámetro, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. Sólo un telescopio de estas dimensiones podría obtener datos de buena calidad en las últimas fases de una supernova, cuando esta está desapareciendo.     Algunos físicos teóricos habían predicho que estos tipos extremos de explosión provenían de las estrellas más masivas del Universo cuando, al final de sus vidas, colapsaban sobre sí mismas estallando de manera parecida a una bomba gigante, la cual podría alcanzar un tamaño 100 veces mayor que el Sol, o 30 millones de veces el de la Tierra. Sin embargo, los datos recopilados en este estudio muestran que estos modelos no concuerdan con lo que vemos. Las SLSN que se han investigado en este artículo, se explican mejor si su brillo es alimentado por el campo magnético de una estrella de neutrones que gira rápidamente sobre sí misma y no por las estrellas extremadamente supermasivas predichas teóricamente.   Los autores del artículo explican: “Sabemos que cuando una estrella masiva alcanza el final de su vida, sus capas externas son eyectadas violentamente en forma de supernova mientras que su núcleo colapsa para formar una estrella de neutrones- pesando tanto como el Sol pero con un radio de algo más de una decena de kilómetros. Pensamos que en un número pequeño de casos, la estrella de neutrones tiene un campo magnético muy potente y gira muy rápidamente sobre su eje, del orden de 300 veces por segundo. A medida que se ralentiza podría transferir parte de la energía asociada al giro a la supernova a través de su campo magnético, haciéndola mucho más brillante de lo normal. Los datos que hemos analizado en este estudio parecen concordar con esta predicción de manera casi exacta.”   Por otro lado hay que tener en cuenta que  estas son supernovas muy especiales, porque son tan brillantes que podemos considerarlas como mensajeros del Universo lejano. La luz viaja a través del espacio a una velocidad constante, a medida que miramos más lejos, vemos instantáneas del pasado cada vez más lejano. Si pudiéramos entender los procesos que dan lugar a estas brillantes explosiones, podríamos sondear cómo era el Universo poco después de su nacimiento. El objetivo de esta colaboración es encontrar estas supernovas en el universo temprano, y ver cómo se producen los primeros elementos químicos en el Universo.