La mayoría de las estrellas masivas del universo nacen en pares o tríos. Órbita unas alrededor de otras, intercambian material y eventualmente explotan. Lógicamente, las supernovas binarias deberían ser comunes. Y sin embargo, hasta ahora, nadie había encontrado un par de estrellas hermanas que ambas hubieran detonado como supernovas.
La razón es simple: la primera explosión es tan brillante que oculta todo lo que la rodea. Su capa de escombros en expansión domina el cielo en esa región durante miles de años. Encontrar un segundo remanente más débil a su lado requiere instrumentos lo suficientemente sensibles para detectar lo que el resplandor oculta.
Un equipo liderado por Miltiadis Michailidis de la Universidad de Stanford ha encontrado uno ahora, utilizando 16 años de datos del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, resuelve un enigma que ha preocupado a los astrónomos desde que se desarrollaron los primeros modelos de estrellas binarias.
Dos explosiones en el mismo vivero estelar
El objetivo era IC 443, conocida como la Nebulosa Medusa, un remanente de supernova bien estudiado a unos 5,000 años luz de distancia. A su lado, observaciones previas de rayos X de eROSITA habían detectado una capa de plasma más débil calentada a más de 8 millones de grados Celsius. Designada G189.6+3.3, esta segunda capa tenía la firma térmica de un remanente de supernova pero carecía de la señal de radio necesaria para su confirmación.
Michailidis y su equipo analizaron el conjunto de datos gamma de Fermi, buscando emisiones de alta energía que confirmaran una segunda explosión. Encontraron un resplandor gamma complejo que trazaba la capa de rayos X, pero con un giro: la parte norte de la capa emitía rayos gamma provenientes de protones acelerados que interactuaban con una densa nube de hidrógeno, mientras que el resto emitía rayos gamma de electrones acelerados. Este doble mecanismo coincidía con la interacción conocida de la Nebulosa Medusa con la misma región de hidrógeno, confirmando que los dos remanentes eran vecinos físicos, no una coincidencia de proyección.
Simulaciones por computadora reconstruyeron la secuencia probable. Dos estrellas masivas orbitaban entre sí. La primera explotó, expulsando a la estrella sobreviviente. La segunda viajó lo suficientemente lejos como para que, cuando detonó, sus escombros no se fusionaran con el primer remanente. Las dos explosiones ocurrieron con un intervalo de miles a decenas de miles de años, un abrir y cerrar de ojos en términos cósmicos.
Una nueva ventana a la violencia estelar
El descubrimiento les da a los astrónomos algo que nunca habían tenido: una medición directa del tiempo y la distancia entre dos supernovas del mismo sistema binario. Esto permite los primeros cálculos empíricos de cómo la energía de las supernovas se propaga a través del medio circundante, en lugar de depender únicamente de modelos teóricos.
Mikako Matsuura de la Universidad de Cardiff, que no participó en el estudio, calificó el intervalo entre los dos eventos como “una escala de tiempo astronómica razonablemente corta”, lo suficientemente cercana como para que la misma nube de gas aún estuviera presente cuando ambas estrellas explotaron.
El equipo planea buscar más remanentes de supernovas binarias, utilizando la misma técnica gamma para despejar el resplandor de supernovas conocidas y encontrar compañeras ocultas.
Traducido por Alessandra