Un patrón detectado en los restos de una estrella ha confirmado que esta estalló en dos fases, lo que sugiere que algunas supernovas tipo Ia pueden originarse de esta forma. La observación, realizada con el Very Large Telescope, aporta nuevas pistas sobre estos fenómenos, fundamentales para comprender la evolución y la expansión del universo.
Un equipo de astrónomos ha obtenido la primera evidencia visual de que una estrella murió al detonar dos veces. Al estudiar los restos centenarios de la supernova SNR 0509-67.5 con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), los investigadores han encontrado patrones que confirman que su estrella sufrió dos explosiones.
Publicado en Nature Astronomy, este descubrimiento muestra algunas de las explosiones más importantes del Universo desde una nueva perspectiva.
La mayoría de las supernovas son la muerte explosiva de estrellas masivas, pero una variedad importante proviene de una fuente diferente más modesta. Este es el caso de las enanas blancas. Cuando sus núcleos agotan su combustible y quedan inactivos pueden producir una supernova tipo Ia. El mismo Sol puede convertirse en una enana blanca como las que pueden dar origen a este fenómeno astronómico.
Gran parte de nuestro conocimiento sobre cómo se expande el universo se basa en las supernovas tipo Ia que también son la fuente principal de hierro en nuestro planeta, incluido el hierro en nuestra sangre.
“Las explosiones de enanas blancas juegan un papel crucial en la astronomía. Sin embargo, el enigma en torno al mecanismo exacto que desencadena su explosión sigue sin resolverse”, dice Priyam Das, estudiante de doctorado en la Universidad de Nueva Gales del Sur en Canberra (Australia) y líder del estudio sobre la supernova SNR 0509-67.5.
Todos los modelos que explican las supernovas tipo Ia comienzan con una enana blanca en un sistema binario de dos estrellas. Si ambas orbitan lo suficientemente cerca, la enana blanca puede comenzar a absorber material de su compañera. Según la teoría más aceptada, esta acumulación de material continúa hasta alcanzar su masa crítica, lo que desencadena una explosión.
Sin embargo, estudios recientes han insinuado que algunas supernovas tipo Ia podrían explicarse mejor mediante una doble explosión desencadenada antes de que la estrella alcance ese nivel crítico de acumulación de materia.
La reciente imagen tomada por los astrónomos prueba que esta hipótesis es correcta y que al menos algunas supernovas tipo Ia explotan a través de un mecanismo de ‘doble detonación’.
En este modelo alternativo, la enana blanca se rodea de una capa formada por el helio robado, que puede volverse inestable e incendiarse. Esta primera explosión genera una onda de choque que viaja alrededor de la enana blanca y hacia su interior y genera una segunda detonación en el núcleo de la estrella que finalmente da lugar a la supernova.
Los astrónomos habían planteado que este proceso dejaría un patrón característico en los restos brillantes de la supernova. Este se manifestaría como dos capas diferenciadas de calcio visibles mucho tiempo después de la explosión inicial.
Distribución de calcio alrededor del remanente de supernova SNR 0509-67.5 / ESO | P. Das et al.
Ahora, los investigadores han sido capaces de detectar este registro (en azul en la imagen) en el remanente de supernova SNR 0509-67.5 gracias al instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer, explorador espectroscópico de unidades múltiples), instalado en el VLT de ESO. Este hallazgo proporciona una fuerte evidencia de que una supernova tipo Ia puede ocurrir antes de que su enana blanca madre alcance una masa crítica.
Ivo Seitenzahl, miembro del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg (Alemania) y responsable de la dirección de las observaciones durante el estudio, afirma que estos resultados son "una clara indicación de que las enanas blancas pueden explotar mucho antes de alcanzar el famoso límite de masa de Chandrasekhar, y que el mecanismo de 'doble detonación' ocurre en la naturaleza.”
Las supernovas tipo Ia son clave para nuestra comprensión del Universo. Se comportan de forma muy constante, y su brillo predecible —sin importar cuán lejos estén— ayuda a los astrónomos a medir distancias en el espacio como una cinta métrica cósmica. De hecho, gracias a estas, los astrónomos descubrieron la expansión acelerada del universo, un hallazgo que ganó el Premio Nobel de Física en 2011.
Estudiar cómo explotan nos ayuda a entender por qué tienen un brillo tan predecible, aunque Das tiene además otra motivación para estudiar estos fenómenos.
“Esta evidencia tangible de una doble detonación no solo contribuye a resolver un antiguo misterio, sino que esta hermosamente estratificada estructura también ofrece un espectáculo visual”, dice. Para él “revelar el funcionamiento interno de una explosión cósmica tan espectacular es increíblemente gratificante”.
Referencia:
Priyam Das et.al. “MUSE observations that affirm the path to detonation of a Type Ia supernova in a supernova remnant” Nature Astronomy (2025)
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