Astrónomos descubren las micronovas, un nuevo tipo de explosión estelar
20 de Abril de 2022
Un equipo de astrónomos y astrónomas, con la ayuda del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), ha observado un nuevo tipo de explosión estelar: una micronova. Estos estallidos tienen lugar en la superficie de ciertas estrellas, y cada uno puede quemar alrededor de 3.500 millones de Grandes Pirámides de Giza en material estelar en solo unas pocas horas.
"Hemos descubierto e identificado por primera vez lo que llamamos una micronova", explica Simone Scaringi, astrónomo de la Universidad de Durham (Reino Unido) que ha dirigido el estudio sobre estas explosiones publicado hoy en Nature. "El fenómeno desafía nuestra comprensión de cómo ocurren las explosiones termonucleares en las estrellas. Creíamos que lo sabíamos, pero este descubrimiento propone una forma totalmente nueva", añade.
Las micronovas son eventos extremadamente potentes, pero son pequeños a escalas astronómicas; son mucho menos energéticas que las explosiones estelares conocidas como novas, un tipo de explosión que los astrónomos conocen desde hace siglos. Ambos tipos ocurren en enanas blancas, estrellas muertas con una masa cercana a la de nuestro Sol, pero tan pequeñas como la Tierra.
Una enana blanca en un sistema de dos estrellas puede robar material, principalmente hidrógeno, de su estrella compañera si están lo suficientemente cerca. A medida que este gas cae sobre la superficie muy caliente de la estrella enana blanca, activa los átomos de hidrógeno para fusionarse en helio de manera explosiva. En las novas, estas explosiones termonucleares ocurren en toda la superficie estelar. "Tales detonaciones hacen que toda la superficie de la enana blanca arda y brille intensamente durante varias semanas", explica la coautora, Nathalie Degenaar, astrónoma de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos).
Las micronovas son explosiones similares, más pequeñas en escala y más rápidas, que duran solo varias horas. Ocurren en algunas enanas blancas con fuertes campos magnéticos, que canalizan el material hacia los polos magnéticos de la estrella. "Por primera vez, ahora hemos visto que la fusión de hidrógeno también puede ocurrir de manera localizada. El combustible de hidrógeno puede estar contenido en la base de los polos magnéticos de algunas enanas blancas, por lo que la fusión solo ocurre en estos polos magnéticos", dice Paul Groot, astrónomo de la Universidad de Radboud (Países Bajos) y coautor del estudio.
"Esto hace que estallen bombas de microfusión, que tienen aproximadamente una millonésima parte de la fuerza de una explosión de nova, de ahí el nombre de micronova", continúa Groot. Aunque 'micro' puede implicar que estos eventos son pequeños, no se equivoquen: solo uno de estos estallidos puede quemar alrededor de 20 000 000 billones de kg, o alrededor de 3.500 millones de Grandes Pirámides de Giza de material [1].
Estas nuevas micronovas desafían la comprensión de los astrónomos de las explosiones estelares y pueden ser más abundantes de lo que se pensaba. "Simplemente demuestra cuán dinámico es el Universo. Estos eventos en realidad pueden ser bastante comunes, pero debido a que son tan rápidos, son difíciles de detectar en acción", explica Scaringi.
El equipo encontró por primera vez estas misteriosas microexplosiones al analizar los datos del satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, satélite para sondeo de exoplanetas en tránsito) de la NASA. "Al observar los datos astronómicos recopilados por el satélite TESS de la NASA, descubrimos algo inusual: un destello brillante de luz óptica que dura unas pocas horas."Buscando más, encontramos varias señales similares", confirma Degenaar.
El equipo observó tres micronovas con TESS: dos eran de enanas blancas conocidas, pero la tercera requirió más observaciones con el instrumento X-shooter, instalado en el VLT de ESO, para confirmar su condición de enana blanca.
"Con la ayuda del Very Large Telescope de ESO, descubrimos que todos estos destellos ópticos fueron producidos por enanas blancas", dice Degenaar. "Esta observación fue crucial para interpretar nuestro resultado y para el descubrimiento de micronovas", agrega Scaringi.
El descubrimiento de micronovas se suma al repertorio de explosiones estelares conocidas. El equipo ahora quiere captar más eventos esquivos de este tipo, lo que requiere de sondeos a gran escala y mediciones de seguimiento rápidas. "La rápida respuesta de telescopios como el VLT o el Telescopio de Nueva Tecnología de ESO y el conjunto de instrumentos disponibles nos permitirán desentrañar con más detalle qué son estas misteriosas micronovas", concluye Scaringi.
Notas
[1] Un billón es un millón de millones (1,000,000,000,000 o 1012; mil millones es 1,000,000,000 o 109). El peso de la Gran Pirámide de Giza en El Cairo, Egipto (también conocida como la Pirámide de Jufu o Pirámide de Keops) es de aproximadamente 5.900.000.000 kg.
Información adicional
Esta investigación se presentó en un artículo titulado "Localized thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs" (doi: 10.1038/s41586-022-04495-6) y aparece en la revista Nature. Por su parte, la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ha aceptado para su publicación un artículo científico en el que se lleva a cabo una investigación de seguimiento sobre este trabajo, titulado "Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs".
El equipo está compuesto por S. Scaringi (Centro de Astronomía Extragaláctica, Departamento de Física, Universidad de Durham, Reino Unido [CEA]); P. J. Groot (Departamento de Astrofísica, Universidad de Radboud, Nimega, Países Bajos [IMAPP] y Observatorio Astronómico de Sudáfrica, Ciudad del Cabo, Sudáfrica [SAAO] y Departamento de Astronomía, Universidad de Ciudad del Cabo, Sudáfrica [Cape Town]); C. Knigge (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Southampton, Southampton, Reino Unido [Southampton]); A.J. Bird (Southampton); E. Breedt (Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge, Reino Unido); D. A. H. Buckley (SAAO, Cape Town, Departamento de Física, Universidad del Estado Libre, Bloemfontein, Sudáfrica); Y. Cavecchi (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México); N. D. Degenaar (Instituto de Astronomía Anton Pannekoek, Universidad de Ámsterdam, Ámsterdam, Países Bajos); D. de Martino (INAF-Observatorio Astronómico de Capodimonte, Nápoles, Italia); C. Done (CEA); M. Fratta (CEA); K. Iłkiewicz (CEA); E. Koerding (IMAPP); J.-P. Lasota (Centro Astronómico Nicolás Copérnico, Academia Polaca de Ciencias, Varsovia, Polonia e Instituto de Astrofísica de París, CNRS y Universidades de la Sorbona, París, Francia); C. Littlefield (Departamento de Física, Universidad de Notre Dame, EE.UU., y Departamento de Astronomía, Universidad de Washington, Seattle, EE.UU. [UW]); C. F. Manara (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO]); M. O'Brien (CEA); P. Szkody (UW); F. X. Timmes (Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio, Universidad Estatal de Arizona, Arizona, EE.UU., Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear - Centro para la Evolución de los Elementos, EE.UU.).
El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), así como dos telescopios de rastreo: VISTA, que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera APEX y ALMA, dos instalaciones que observan los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.
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Durham, UK
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