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Descubierto un nuevo tipo de explosión estelar: las micronovas

Los astrónomos han observado por primera vez explosiones localizadas, que duran solo unas horas, en enanas blancas con fuertes campos magnéticos. Estas roban hidrógeno a una estrella compañera, un combustible que se acumula y fusiona en los polos magnéticos de la enana.

Representación artística de un sistema de dos estrellas donde pueden tener lugar micronovas. El disco azul que se arremolina alrededor de la enana blanca brillante está compuesto de material –en su mayoría hidrógeno– robado a su estrella compañera. Hacia el centro del disco, la enana blanca utiliza sus fuertes campos magnéticos para canalizar ese hidrógeno hacia sus polos. A medida que el material cae sobre la superficie caliente de la estrella, desencadena una explosión de micronova, contenida por los campos magnéticos en uno de los polos de la enana blanca. / ESO/M. Kornmesser, L. Calçada

Un equipo de astrónomos y astrónomas ha detectado un nuevo tipo de explosión estelar: una micronova, estallidos que tienen lugar durante unas pocas horas en la superficie de enanas blancas. El descubrimiento se publica esta semana en la revista Nature.

“Hemos descubierto e identificado por primera vez lo que llamamos una micronova”, explica Simone Scaringi, investigador de la Universidad de Durham (Reino Unido) que ha dirigido el estudio, “un fenómeno que desafía nuestra comprensión de cómo ocurren las explosiones termonucleares en las estrellas; creíamos que lo sabíamos, pero este descubrimiento propone una forma totalmente nueva”.

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.

Las micronovas son explosiones más pequeñas que las novas y duran solo varias horas. Ocurren en algunas enanas blancas con fuertes campos magnéticos, que canalizan hacia sus polos magnéticos el material que roban a una estrella vecina

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.

“Esas 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.

Fusión localizada del hidrógeno

“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 el coautor Paul Groot, astrónomo de la Universidad de Radboud (Países Bajos).

“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 kilogramos, lo que equivale a unos 3.500 millones de pirámides de Keops de material.

Aunque sean 'micro', solo uno de estos estallidos puede quemar alrededor de 20.000.000 billones de kilogramos, lo que equivale a unas 3.500 millones de pirámides de Keops

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.

Satélite TESS junto al Very Large Telescope

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 sus datos descubrimos algo inusual: un destello brillante de luz óptica que dura unas pocas horas, y 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 Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), para confirmar su condición de enana blanca.

“Con la ayuda del VLT 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.

Referencias:

S. Scaringi et al. “Localized thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs”. Nature, 2022

(La revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ha aceptado una investigación de seguimiento sobre ese trabajo, titulada Triggering micronovae through magnetically confined accretion flows in accreting white dwarfs)

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