En 1987, los astrónomos presenciaron un evento espectacular cuando vieron una supernova titánica a 168 000 años luz de distancia en la constelación de Hidra. Designada como 1987A (ya que fue la primera supernova detectada ese año), la explosión fue una de las supernovas más brillantes vistas desde la Tierra en más de 400 años. La última vez fue la supernova de Kepler, que fue visible para los observadores desde la Tierra en 1604 (de ahí la designación SN 1604).
Desde entonces, los astrónomos han intentado en vano encontrar el objeto de compañía que creían que estaba en el corazón de la nebulosa que resultó de la explosión. Gracias a observaciones recientes y un estudio de seguimiento por dos equipos internacionales de astrónomos, se ha proporcionado nueva evidencia que respalda la teoría de que hay una estrella de neutrones en el corazón de SN 1604, lo que la convertiría en la estrella de neutrones más joven conocida hasta la fecha.
Los estudios que describen sus respectivos hallazgos fueron publicados en El diario astrofísico. El primero, «Imágenes de ALMA de alta resolución angular de polvo y moléculas en la eyección de SN 1987A”, apareció en la edición del 19 de noviembre de 2019, mientras que el segundo, “NS 1987A en SN 1987A”, se publicó en la edición del 30 de julio de 2020. Ambos estudios representan la culminación de treinta años de investigación y espera por parte de los astrónomos.
Cuando la luz llegó por primera vez a la Tierra desde SN 1987A el 23 de febrero de 1987, los astrónomos también detectaron neutrinos, lo que llevó a muchos a sospechar que se formó una estrella de neutrones con el colapso de la estrella. Pero cuando los científicos no pudieron encontrar ninguna evidencia de esa estrella, comenzaron a preguntarse si la supernova había resultado en un agujero negro.
Como resultado, la comunidad astronómica ha estado esperando durante décadas para echar un vistazo a lo que hay detrás de la espesa nube de polvo y gas que es SN 1987A. En 2019, un equipo dirigido por el investigador asociado Dr. Phil Cigan de la Universidad de Cardiff hizo exactamente eso usando el Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) radiotelescopio.
Usando ALMA, el equipo obtuvo imágenes de alta resolución de una “mancha” caliente en el núcleo de SN 1987A que era más brillante que su entorno y coincidía con el lugar donde los astrónomos anticiparon que estaría una estrella de neutrones. Si bien muchos telescopios han tomado imágenes de SN 1987A a lo largo de los años, ninguno pudo observar el núcleo con la misma precisión. A partir de sus observaciones, concluyeron que una estrella de neutrones (NS 1987A) se encuentra en el corazón de la supernova.
Como dijo el Dr. Mikako Matsuura, investigador asociado y miembro del STFC Ernest Rutherford de la Universidad de Cardiff (también fue parte del equipo de descubrimiento) en un NRAO reciente presione soltar:
“Nos sorprendió mucho ver esta mancha caliente formada por una espesa nube de polvo en el remanente de la supernova. Tiene que haber algo en la nube que haya calentado el polvo y que lo haga brillar. Por eso sugerimos que hay una estrella de neutrones escondida dentro de la nube de polvo.
Sin embargo, aunque Matsuura y sus compañeros de equipo estaban entusiasmados con el resultado, tenían curiosidad por el brillo de la mancha, que parecía demasiado brillante para existir. Aquí es donde Dany Page y sus colegas entraron en la refriega con algunas ideas nuevas. Page, astrofísico del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México, ha estado estudiando SN 1987A durante años.
Con sus colegas de la Universidad de Stony Brook, la Universidad de Ohio y el Instituto Max Planck de Astrofísica, Page realizó un estudio teórico sobre el brillo de SN 1987A. Su conclusión, la estrella de neutrones es particularmente brillante porque es muy joven. como el explicado:
“Estaba en la mitad de mi doctorado cuando ocurrió la supernova, fue uno de los eventos más importantes de mi vida que me hizo cambiar el rumbo de mi carrera para tratar de resolver este misterio. Era como un santo grial moderno… A pesar de la suprema complejidad de la explosión de una supernova y las condiciones extremas que reinan en el interior de una estrella de neutrones, la detección de una cálida masa de polvo es una confirmación de varias predicciones”.
Estas predicciones incluyen la ubicación y la temperatura de la estrella progenitora, que su estudio indicó que es precisamente donde los astrónomos creen que debería estar después de sufrir un colapso y explotar. Según los modelos de supernova creados por Page y su equipo, la explosión obligó a la estrella de neutrones a alejarse de su punto de origen a velocidades relativistas (una fracción de la velocidad de la luz).
Mientras tanto, su modelo predijo que la temperatura de la estrella de neutrones rondaría los 5 millones °C (9 millones °F), que es suficiente para explicar el brillo de la mancha. Sin embargo, sus hallazgos también contradijeron la expectativa común de que la estrella de neutrones sería un púlsar. En resumen, el poder de un púlsar depende de su velocidad de giro y de la intensidad del campo magnético, que tendría que ajustarse muy finamente para que coincida con las observaciones del equipo.
James Lattimer, profesor de astronomía de la Universidad de Stony Brook y miembro del equipo de investigación de Page, también ha estado siguiendo a SN 1987A desde que apareció por primera vez. Antes de esto, publicó una investigación en la que predijo el tipo de señal de neutrino que produciría una supernova, que posteriormente coincidió con las observaciones. como el Ponlo:
“La estrella de neutrones se comporta exactamente como esperábamos. Esos neutrinos sugirieron que nunca se formó un agujero negro y, además, parece difícil que un agujero negro explique el brillo observado de la mancha. Comparamos todas las posibilidades y llegamos a la conclusión de que una estrella de neutrones caliente es la explicación más probable”.
Por el momento, estos hallazgos refuerzan la predicción de que una estrella de neutrones (no un púlsar ni un agujero negro) se encuentra en el centro de 1987A. Sin embargo, nada menos que una imagen directa de la estrella probaría que existe en este punto. Para que eso suceda, los astrónomos tendrán que esperar algunas décadas hasta que el polvo y el gas se disipen y se vuelvan más transparentes. Mientras tanto, sin embargo, esto representa un gran paso hacia ese objetivo final.
Otras lecturas: NRAO, El diario astrofísico, TAJ (2)
