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Astrónomo chileno entre descubridores de la explosión cósmica más luminosa de la historia

Beijing Planetarium / Jin Ma
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Los récords están hechos para romperse, como dice el dicho, pero raramente quedan hechos polvo.

En junio de 2015 un grupo internacional de astrónomos, incluyendo a José Luis Prieto del Núcleo de Astronomía de la Universidad Diego Portales y del Instituto Milenio de Astrofísica MAS, descubrieron una explosión cósmica 200 veces más poderosa que una explosión de supernova típica – eventos que están entre lo más energéticos del Universo – y más de dos veces más luminosa que el récord anterior.

En su máximo de intensidad, la explosión – llamada ASASSN-15lh – llegó a ser 570 mil millones de veces más brillante que el Sol. Como si esta estadística no fuera impresionante, se debe considerar que esta luminosidad corresponde a aproximadamente 20 veces la luminosidad total de la Vía Láctea, compuesta por 100 mil millones de estrellas.

La explosión récord de ASASSN-15lh es un ejemplo de un tipo de supernovas conocidas como supernovas superluminosas.

Estas explosiones estelares, extremadamente poco frecuentes y que marcan la muerte de algunas estrellas, fueron descubiertas en los últimos años y sólo han sido estudiadas en detalle recientemente. De hecho, los científicos todavía no saben qué tipos de estrellas y qué tipos de explosiones producen estas supernovas extremas.

En la siguiente imagen puedes ver dos de los telescopios ópticos de 14 centímetros de diámetro que utiliza el proyecto All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) con los cuáles se descubrió ASASSN-15lh en Junio del 2015 en Cerro Tololo, Chile.

Desde que se tomó esta fotografía se han agregado dos telescopios más para obtener imágenes de todo el cielo Austral desde el Cerro Tololo.

Wayne Rosing

Wayne Rosing

Histórico descubrimiento

“ASASSN-15lh es la supernova más luminosa que se ha descubierto en la historia de la humanidad”, comentó el autor principal del artículo, Subo Dong, astrónomo y profesor en el Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics (KIAA) de la Universidad de Peking.

“Todavía no sabemos el mecanismo que produjo la explosión ni su fuente principal de energía ya que todas las teorías que existen hasta ahora encuentran serios problemas para explicar la cantidad total de energía que ha radiado ASASSN-15lh”, agregó.

ASASSN-15lh fue encontrada en junio de 2015 por el proyecto All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) usando telescopios gemelos de 14 centímetros de diámetro instalados en el observatorio de Cerro Tololo en Chile.

ASAS-SN es una colaboración internacional liderada por astrónomos en Ohio State University en Estados Unidos y que incluye además astrónomos en Chile, China, Inglaterra y Australia.

Es el primer proyecto astronómico en la historia que escanea automáticamente todo el cielo cada dos noches buscando objetos que varían en brillo de forma repentina, conocidos en astronomía como “objetos transientes”, como fue el caso de ASASSN-15lh.

En la siguiente gráfica puedes ver las curvas de luz (evolución de la luminosidad en función del tiempo) de ASASSN-15lh comparada con otras explosiones de supernova para comparar.

En el máximo, ASASSN-15lh es 200 veces más luminosa que supernovas termonucleares típicas (Tipo Ia) y es más de dos veces más luminosa que la supernova superluminosa Tipo I que tenía el récord anterior (iPTF13ajg)

proyecto ASAS-SN

proyecto ASAS-SN

Desde su descubrimiento, muchos telescopios en la Tierra y espaciales, incluyendo el telescopio espacial de la NASA Swift, han sido parte de una campaña observacional que ha continuado hasta el día de hoy. En sólo los primeros cuatro meses después de la explosión, ASASSN-15lh emitió tanta energía que tomaría a nuestro Sol 90 mil millones de años en emitir.

Examinando en detalle la evolución del evento en función del tiempo, los astrónomos han podido entender algunas características básicas de la explosión.

El estudio detallado de ASASSN-15lh ha mostrado que esta explosión es consistente con un tipo de supernovas superluminosas que no contienen hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, en su espectro, conocidas como supernovas superluminosas de Tipo I.

Diferencias de ASASSN-15lh respecto a otras supernovas superluminosas

Sin embargo, en otras características más allá de su inmensa luminosidad, ASASSN-15lh presenta diferencias cuando se le compara con otras supernovas superluminosas de la misma clase. Ha mantenido una temperatura mucho más alta que otros objetos de su clase desde su descubrimiento. La galaxia que la alberga es bastante diferente de todas las otras galaxias donde se han encontrado este tipo de explosiones.

Se trata de una galaxia que es mucho más luminosa y de mayor tamaño que la Vía Láctea y al parecer está formando pocas estrellas nuevas. También existe la posibilidad de que la galaxia donde realmente explotó ASASSN-15lh sea una galaxia pequeña compañera de la galaxia gigante que podemos estudiar más claramente en las imágenes obtenidas hasta ahora.

En el costado izquierdo del siguiente figura, se puede ver la imagen obtenida con el Dark Energy Camera (DECam) de la galaxia donde explotó ASASSN-15lh.

Por su parte, en el costado derecho se muestra la supernova ASASSN-15lh obtenida con un telescopio de 1 metro de diámetro de Las Cumbres Global Telescope Network (LCOGTN)

The Dark Energy Survey, B. Shappee y el proyecto ASAS-SN

The Dark Energy Survey, B. Shappee y el proyecto ASAS-SN

Éstas y otras interrogantes se podrán clarificar con observaciones que serán obtenidas en los próximos meses por la colaboración de ASAS-SN usando el telescopio espacial Hubble.

Una de las mejores y más estudiadas hipótesis que existen actualmente para explicar la gran cantidad de energía que emiten las supernovas superluminosas es debido a la muerte de una estrella masiva cuyo núcleo colapsa formando un magnetar, una estrella de neutrones que está altamente magnetizada y rota muy rápidamente.

En la formación del magnetar, el núcleo super-compacto de la estrella que ha muerto, las capas externas de la estrella masiva rebotan con el núcleo y salen expelidas a grandes velocidades produciendo una explosión de supernova muy luminosa a la cual se acopla la energía de rotación del magnetar.

ASASSN-15lh ha emitido tanta energía que incluso el escenario más aceptado hasta ahora para explicar las supernovas superluminosas probablemente no sea el adecuado. En cambio, es posible que supernovas como ASASSN-15lh sean producidos por la muerte de estrellas supermasivas o que el mecanismo de esta tremenda explosión sea completamente distinto al de otras supernovas superluminosas.

“La respuesta honesta es que en este momento no sabemos cuál es la fuente de poder de ASASSN-15lh”, dice Dong. “Es realmente un objeto fascinante y único. Esperamos tratar de empezar a responder algunas de las interrogantes con las observaciones que obtendremos en el próximo año”, comenta Prieto.

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