Aug 5

NOIRLab: Astrónomos investigan en las supernovas el origen del Calcio en nuestros huesos

Artist impression of a supernova, yellow in the center surrounded by purple gas

Interpretación artística de la supernova rica en calcio 2019ehk. En naranja se muestra el material rico en calcio creado en la explosión. La coloración púrpura representa el gas arrojado por la estrella justo antes de la explosión, que luego produjo una emisión brillante de rayos X cuando el material chocó con la onda de choque de la supernova. Crédito: A. M. Geller/Northwestern University/CTIO/SOAR/NOIRLab/NSF/AURA

Observaciones realizadas en el telescopio SOAR, en Chile, revelaron que un tipo particular de explosión de supernova produce enormes cantidades del mismo calcio que se encuentra en nuestros huesos y dientes, lo que representa hasta la mitad del calcio que se encuentra en el Universo.

Utilizando varios telescopios del Observatorio AURA y NOIRLab, incluido el telescopio Southern Astrophysical Research (SOAR), un equipo de astrónomos obtuvo datos cruciales sobre el funcionamiento interno de un tipo especial de estrella en explosión -o supernova- que produce grandes cantidades de calcio.

Estas explosiones particulares de estrellas compactas que pierden grandes cantidades de masa al final de sus vidas, producen este elemento en sus últimos momentos, poco antes de destruirse, y el estallido posterior dispersa el calcio por las galaxias como la Vía Láctea.

La investigación utilizó los recursos de varios telescopios alrededor del mundo y en el espacio [1], entre ellos el telescopio de Southern Astrophysical Research (SOAR), una instalación de Cerro Tololo (CTIO), y un programa de Observatorio AURA y NOIRLab de NSF. 

En el equipo de investigadores destaca el astrónomo chileno Regis Cartier, quien explicó que “la mayoría de las estrellas masivas crean pequeñas cantidades de calcio durante sus vidas, pero eventos como esta supernova bautizada como SN 2019ehk, parecen ser responsables de producir grandes cantidades de calcio y en el proceso de explosión este elemento se dispersa a través del espacio interestelar, al interior de las galaxias”.

En última instancia, este calcio se abre paso en la formación de sistemas planetarios, y en el caso de nuestra Tierra, termina integrándose en nuestros cuerpos“, precisó Régis Cartier, astrónomo de NOIRLab y miembro del equipo de investigación. 

Raffaella Margutti, autora principal del estudio en la Universidad Northwestern, agrega que antes de esta supernova, los astrónomos sólo tenían información indirecta sobre estos eventos, llamados supernovas ricas en calcio. “Con esta evidencia directa, ahora podemos descartar con seguridad la producción de supernovas ricas en calcio por parte de la gran mayoría de estrellas masivas“, comentó Margutti.

Al observar lo que hizo esta estrella en su último mes antes de llegar a su final crítico y tumultuoso, nos asomamos a un lugar previamente inexplorado, abriendo nuevas vías de estudio“, dijo Wynn Jacobson-Galan, de la Universidad Northwestern, quien dirigió el estudio. Los resultados se publican en la edición del 5 de agosto de The Astrophysical Journal, que incluyó aportes de una enorme colaboración de casi 70 coautores de más de 15 países.

Los datos de SOAR fueron críticos para el resultado. En particular, el espectro infrarrojo adquirido con SOAR -el segundo obtenido de una supernova rica en calcio-, abrió una nueva ventana sobre el tipo de elementos expulsados por la supernova, como helio, carbono, magnesio y calcio, todos ellos con una huella digital espectral clara en longitudes de onda infrarrojas. Comprender cuánto y qué tipo de elementos son expulsados por una supernova proporciona pistas críticas sobre la naturaleza de la explosión: qué tipo de estrella explotó y cómo lo hizo. También proporciona información sobre cómo las supernovas ricas en calcio producen tanto calcio. Si bien esa interesante pregunta sigue siendo un tema abierto, las observaciones de SOAR representan algunos de los primeros pasos hacia una respuesta.

Debido a que estos eventos son tan raros y difíciles de detectar, porque su brillo es tenue, no tenemos muchos datos para fundamentar nuestras teorías sobre lo que ocurre cuando estas estrellas expulsan material en su agonía“, dijo Cartier.

El evento explosivo ocurrió en Messier 100, una galaxia relativamente cercana y uno de los objetivos preferidos de observar por los astrónomos aficionados, siendo fácilmente visible a través de pequeños telescopios. De hecho, fue el astrónomo aficionado Joel Shepherd quien vio por primera vez la luz de la estrella en explosión mientras observaba el cielo nocturno el 28 de abril de 2019, en Seattle. 

Messier 100 es una hermosa galaxia espiral similar a nuestra Vía Láctea que se encuentra a unos 55 millones de años luz de distancia hacia la constelación de Coma Berenices (Cabellera de Berenice) en el cielo del Norte cerca de la constelación de la Osa Mayor.

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