Descobreixen la causa del fenomen estel·lar més brillant de la història, la supernova de l’any 1006

Entre el 30 d’abril i l’1 de maig de l’any 1006 es va produir el fenomen
estel·lar més brillant registrat mai a la història: una supernova o
explosió estel·lar que van poder observar diferents civilitzacions en
diferents llocs del planeta. Més de mil anys després, un equip liderat
per investigadors de la Universitat de Barcelona (UB), l’Institut
d’Astrofísica de Canàries (IAC) i el Centre Superior d’Investigacions
Científiques (CSIC) ha descobert que la supernova 1006 (SN 1006) es va
produir probablement com a conseqüència de la fusió de dues estrelles
nanes blanques. La recerca es publica avui a la revista Nature en portada.

La supernova de l’any 1006 va ser observada per comunitats d’astrònoms
de tot el món. Alguns d’ells, com els astrònoms xinesos, van ressaltar
que el fenomen astronòmic va ser visible durant tres anys. El registre
més explícit, que va fer el metge i astrònom egipci Ali ibn Ridwan (988
– 1061), apunta que el fenomen estel·lar va ser aproximadament tres
vegades més brillant que Venus o que va emetre llum en una quantitat
equivalent a gairebé una quarta part de la lluentor de la Lluna.

Tal com explica la codirectora del treball, Pilar Ruiz-Lapuente,
investigadora de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i de
l’Institut de Física Fonamental (IFF-CSIC) «en el treball s’han estudiat
les estrelles existents a la zona a partir de la distància i de la
possible contaminació per elements de la supernova, i els resultats
revelen que no hi ha cap estrella que es pugui considerar progenitora
d’aquesta explosió».

L’investigador de l’IAC, i primer autor del treball, Jonay González
Hernández, afegeix: «Hem fet una exploració exhaustiva a l’entorn del
lloc on es va produir l’explosió de la supernova del 1006 i no hi hem
trobat res, cosa que ens porta a pensar que aquest fenomen es va produir
probablement per una col·lisió i fusió de dues estrelles nanes blanques
de massa similar».

L’SN 1006 pertany al tipus de supernoves que es produeixen en sistemes
binaris, aquells constituïts per dos objectes astronòmics lligats entre
si per la seva força gravitatòria. Aquests sistemes poden estar formats
per una nana blanca i una estrella companya normal que li aporti la
matèria necessària per aconseguir una massa crítica d’1,4 vegades la
massa del Sol, l’anomenada massa límit de Chandrasekhar. Una vegada
arriben a aquesta grandària, exploten com a supernoves. Una altra opció
és que el sistema estigui compost per dues nanes blanques que s’acabin
fusionant en una supernova. Segons Ruiz-Lapuente, «aquest nou resultat,
juntament amb altres d’anteriors, indiquen que la fusió de nanes
blanques podria ser una via habitual que dóna lloc a aquestes violentes
explosions termonuclears».

Les supernoves són explosions d’estrelles que ocorren en l’última etapa
de la seva vida. Produeixen una gran emissió d’energia i ejecten enormes
quantitats de material a gran velocitat al medi interestel·lar. En
particular, el tipus de supernova que va tenir lloc el 1006 es va
produir per una explosió termonuclear quan la nana blanca va aconseguir
la massa límit de Chandrasekhar, la qual cosa va expulsar probablement
tot el material que posseïa sense deixar cap romanent estel·lar de
l’explosió.

La pista definitiva que va portar els investigadors a concloure que en
aquest cas s’havia produït la fusió de dues nanes blanques va ser que
aquesta supernova, a uns 7.000 anys llum de la Terra, no té cap estrella
companya de la nana blanca progenitora. L’explosió produïda per la fusió
de dues nanes blanques, no obstant això, no deixa cap rastre, excepte el
romanent de supernova que pot ser estudiat fins segles després, com en
el cas de la supernova del 1006, una de les úniques quatre supernoves
històriques d’aquest tipus que s’han produït a la Via Làctica.

Per a l’estudi, es va utilitzar l’espectrògraf d’alta resolució UVES
instal·lat en un dels quatre telescopis europeus VLT, de 8 metres de
diàmetre, pertanyent a l’Observatori Europeu del Sud (ESO, Xile), amb el
qual es van observar els estels a l’entorn del lloc de l’explosió. Les
dades espectroscòpiques i fotomètriques obtingudes van ser analitzades
detalladament per González Hernández: «L’anàlisi de les estrelles de la
zona de l’explosió les descarta com a possibles companyes de l’estrella
progenitora de la supernova del 1006», assegura l’expert.

Els astrofísics van analitzar diferents tipus d’estrelles a la zona:
gegants, subgegants i nanes. Segons González, «només quatre estrelles
gegants es troben a la mateixa distància que el romanent de la supernova
del 1006, a uns 7.000 anys llum de la Terra, però les simulacions
numèriques no prediuen cap companya d’aquestes característiques.
L’aparença d’una possible estrella companya, fins i tot mil anys després
d’haver rebut el violent impacte d’una explosió d’aquest tipus, no seria
la d’una estrella gegant normal».

Les nanes blanques són estrelles de massa inferior a 1,4 vegades la
massa del Sol que estan en l’última etapa de la seva vida. Aquestes
estrelles, o romanents estel·lars, han esgotat tot el seu combustible,
per la qual cosa es van refredant molt lentament. Els estels de menys de
8-10 masses del Sol, és a dir, la gran majoria dels estels de la Via
Làctica, i també el nostre Sol, acaben el seu cicle de vida com a nanes
blanques.

D’altra banda, des del punt de vista teòric, en l’estudi, en el qual
també han participat els investigadors del Departament d'Astronomia i
Meteorologia i del ICCUB (centre adscrit al campus d’excel·lència
internacional BKC) Ramon Canal i Javier Mendez, s’ha vist que la fusió
d’aquest tipus d’estrelles concorda amb els models estel·lars existents.

La companya de la supernova del 1572
Ja l’any 2004, aquest grup de recerca havia identificat una altra
estrella com a companya de la supernova de Tycho Brahe (SN 1572). Pilar
Ruiz-Lapuente, investigadora principal d’aquell treball, també publicat
a la revista Nature, i coautora de l’actual, comenta sobre aquesta
qüestió: «Llavors vam explorar una altra regió propera al centre del
romanent de la supernova de Brahe i vam trobar una estrella subgegant de
temperatura similar a la del Sol, que podia ser la companya de
l’estrella progenitora de l’SN 1572». I afegeix: «En aquest nou estudi,
la nostra intenció era buscar la companya de la supernova del 1006,
però, davant la nostra sorpresa, no la vam trobar».

Ruiz-Lapuente va començar a estudiar el 1997 els romanents de supernoves
del tipus Ia amb aquest mètode de cerca d’estrelles progenitores. Fins
ara s’han estudiat cinc supernoves, de les quals només s’ha trobat la
companya en el cas de la de Tycho Brahe. Tal com explica la reconeguda
astrofísica, «la nostra intenció és seguir estudiant els romanents de
supernova per determinar la freqüència d’aquesta via de fusió de nanes
blanques. La propera serà la supernova de Kepler del 1604».

Referència de l’article:
Jonay I. González Hernández; Pilar Ruiz-Lapuente; Hugo Tabernero; David
Montes; Ramon Canal; Javier Méndez, i Luigi R. Begin. «No surviving
evolved companions to the progenitor of supernova SN 1006». Nature, 27
de setembre de 2012. DOI: 10.1038/nature11447

Veure l'article en la pàgina oficial de la UB

Data: 

Sunday, 30 September, 2012