Descubren un sistema estelar en el que se desencadenará una kilonova
Unos astrónomos han descubierto el primer ejemplo de un tipo extremadamente inusual de sistema estelar binario que reúne todas las condiciones adecuadas para que tarde o temprano se desencadene en él una kilonova, es decir una explosión ultrapoderosa, productora de oro y otros elementos químicos pesados, que se forma por la colisión y fusión entre estrellas de neutrones. Estas condiciones son tan inusuales que se cree que hay apenas cerca de 10 sistemas similares en toda la galaxia de la Vía Láctea.
El equipo internacional de astrónomos que ha hecho el hallazgo utilizó el Telescopio SMARTS de 1,5-metros en Cerro Tololo, Chile, a cargo del NOIRLab de la NSF (Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos).
El inusual sistema estelar, conocido como CPD-29 2176, está ubicado a unos 11.400 años-luz de la Tierra y fue identificado por primera vez por el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA. Observaciones posteriores con el Telescopio SMARTS de 1,5 metros permitieron a los astrónomos deducir las características orbitales y los tipos de estrellas que componen este sistema: una estrella de neutrones creada por una supernova ultradesnuda y una estrella masiva en órbita cercana en proceso de convertirse en una supernova ultradesnuda por sí misma.
Una supernova ultradesnuda es el final explosivo de una estrella masiva a la que una estrella compañera le ha quitado gran parte de su atmósfera exterior. Esta clase de supernova carece de la fuerza explosiva de una supernova tradicional, que de otro modo expulsaría del sistema a una estrella compañera cercana.
“La actual estrella de neutrones se formó sin expulsar a su compañera de sistema. Una supernova ultradesnuda es la mejor explicación de por qué estas estrellas compañeras están en una órbita tan estrecha”, señaló el autor principal de la investigación Noel D. Richardson de la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle en estados Unidos “Para crear una kilonova algún día, la otra estrella también tendría que explotar como una supernova ultradesnuda, y así las dos estrellas de neutrones podrían colisionar y fusionarse”, precisó.
Además de representar el descubrimiento de una rareza cósmica increíblemente inusual, encontrar y estudiar sistemas progenitores de kilonovas como este puede ayudar a los astrónomos a desentrañar el misterio de cómo se forman las kilonovas, dando indicios sobre el origen de los elementos más pesados del universo.
“Durante bastante tiempo, los astrónomos especularon sobre las condiciones exactas que podrían producir eventualmente una kilonova. Estos nuevos resultados demuestran, al menos en algunos casos, que dos estrellas de neutrones hermanas pueden fusionarse cuando una de ellas se creó sin una explosión de supernova clásica”, indicó André-Nicolas Chené, astrónomo del NOIRLab y coautor del estudio.
Sin embargo, formar un sistema tan inusual es un proceso largo e improbable. “Sabemos que la Vía Láctea contiene al menos cien mil millones de estrellas y probablemente cientos de miles de millones más. Este notable sistema binario es esencialmente un sistema de uno en diez mil millones”, agregó Chené. «Antes de nuestro estudio, la estimación era que solo uno o dos de estos sistemas deberían existir en una galaxia espiral como la Vía Láctea», concluyó.
Aunque este sistema tiene todo lo necesario para acabar formando una kilonova, dependerá de los astrónomos del futuro estudiar este evento. La estrella masiva tardará al menos un millón de años en terminar su vida con una explosión titánica de tipo supernova y convertirse en una segunda estrella de neutrones. Este nuevo remanente estelar y la estrella de neutrones preexistente acabarán uniéndose tras un proceso gradual de acercamiento, comparable en cierto modo a una especie de ballet cósmico, perdiendo lentamente su energía orbital en forma de radiación gravitatoria.
Cuando se fusionen, la explosión de kilonova resultante producirá ondas gravitacionales mucho más potentes y creará una gran cantidad de elementos químicos pesados, incluidos plata y oro.
“Este sistema revela que algunas estrellas de neutrones se forman solamente con un pequeño impulso de supernova. A medida que vayamos conociendo mejor a los sistemas estelares del tipo de CPD-29 2176, tendremos una idea más clara de lo tranquila que pueden ser algunas muertes estelares y de si estas estrellas pueden morir sin generar las explosiones de supernova del tipo tradicional”, concluyó Richardson.
El estudio se titula “A high-mass X-ray binary descended from an ultra-stripped supernova”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NOIRLab. CC BY 4.0)
