Traducido por el equipo de SOTT.net en español

Las supernovas de tipo Ia son una herramienta importante para la astronomía moderna. Se cree que se producen cuando una estrella enana blanca capta masa más allá del límite de Chandrasekhar, desencadenando una explosión cataclísmica. Como ese límite es el mismo para todas las enanas blancas, las supernovas de tipo Ia tienen todas el mismo brillo máximo. Por tanto, pueden utilizarse como candelas estándar para determinar las distancias galácticas. Las observaciones de las supernovas de tipo Ia condujeron al descubrimiento de la energía oscura y de que la expansión cósmica se está acelerando.
Type Ia Supernova
© NASA, ESA, and A. Field (STScI)
La progenitora de una supernova de tipo Ia.
Aunque estas supernovas han revolucionado nuestra comprensión del universo, no son tan estándar como se propuso al principio. Algunas, como SN 1991T, son mucho más brillantes, mientras que otras, como SN 1991bg, son mucho más tenues. También existe una variante conocida como Tipo Iax, en la que la enana blanca no queda completamente destruida por la explosión. En general, podemos tener en cuenta estas variaciones a la hora de calcular las distancias estelares, pero sería bueno conocer mejor el mecanismo existente detrás de su brillo máximo.

Según los modelos teóricos, el brillo máximo de una supernova de tipo Ia depende de la masa y la densidad central de la enana blanca antes de su explosión. Pero, ¿cómo se pueden medir estos valores? Al fin y al cabo, normalmente sólo descubrimos estas estrellas después de que exploten. Afortunadamente, un nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters muestra cómo puede hacerse.

Measure and Theory
© Ohshiro, et al
Comparación entre la densidad del núcleo medida y la teórica.
El estudio analizó un remanente de supernova conocido como 3C 397. Se encuentra a unos 33.000 años luz de la Tierra y probablemente explotó hace unos 2.000 años. Como la supernova estaba relativamente cerca y era reciente, los astrónomos pueden obtener una buena visión del material arrojado por la explosión. Un estudio anterior de los restos sugiere que la estrella enana blanca original estaba muy cerca del límite de Chandrasekhar cuando explotó.

Este estudio se centró en la observación de determinados isótopos dentro de los restos, en particular los de titanio y cromo. Es la primera vez que se observa titanio en un remanente de tipo Ia. Cuando el equipo comparó la cantidad de titanio y cromo con la de hierro y níquel, encontró una proporción inesperadamente alta. Esto es importante porque las proporciones de Ti/Ni y Cr/Ni dependen crucialmente de la densidad del núcleo de la estrella progenitora. Basándose en sus observaciones, el equipo determinó que el núcleo de 3C 397 tenía una densidad 2 ó 3 veces superior a la que generalmente se supone para las enanas blancas. Por tanto, la explosión fue probablemente mucho más brillante que una supernova de tipo Ia típica.

Aunque se trata de un único estudio de una sola supernova, muestra cómo la proporción de elementos puede determinar las densidades del núcleo de las enanas blancas. Esto puede utilizarse para calibrar mejor el brillo máximo de las supernovas de tipo Ia, normalizando mejor la candela estándar para los cosmólogos.

Referencia: Ohshiro, Yuken, et al. "Discovery of a Highly Neutronized Ejecta Clump in the Type Ia Supernova Remnant 3C 397". The Astrophysical Journal Letters 913.2 (2021): L34.