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Descubren momento crítico previo a la muerte de las estrellas

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Ilustración artística de una estrella supergigante roja rodeada por un velo de material circumestelar antes de su explosión. Crédito: NAOJ

Un nuevo estudio, realizado por un grupo investigadores del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) y del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) e instituciones internacionales, cambia lo que se sabe sobre explosiones de supernovas y las últimas etapas de la evolución estelar. En particular, el grupo descubrió que las supernovas generadas a partir de supergigantes rojas, estrellas de gran tamaño en etapas avanzadas de su vida, presentan un destello antes de la explosión principal no pronosticado por los modelos actuales.

Este brillo se explica por el choque entre el gas en expansión de la supernova y un material de origen desconocido que rodea la estrella, explica Francisco Förster, investigador del CMM y del MAS líder de la investigación: “La presencia de este material permite extraer parte de la enorme energía producida durante la explosión y convertirla en luz que podemos detectar”.

El descubrimiento fue posible gracias a que las explosiones fueron observadas en tiempo real en sus etapas iniciales con la cámara DECam de 520 millones de píxeles, la más grande del hemisferio sur, ubicada en el telescopio Blanco del observatorio Cerro Tololo. Para ello, se utilizaron técnicas de análisis de datos desarrolladas en Chile inéditas para la Astronomía, aprendizaje de máquinas, modelos astrofísicos creados en Japón y computación de alto rendimiento.

“Este trabajo se enmarca en el trabajo que el CMM realiza en torno a adquirir y estructurar bases de datos complejos, formular metodologías para dar sentido a estas bases e interpretar los resultados”, dice Alejandro Maass, director del Centro de Modelamiento Matemático. “Es un salto en los desafíos que la ‘data science’ trae para la sociedad, la academia y la industria”.

Para Takashi Moriya, astrónomo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, “estos hallazgos nos dan pistas acerca del misterioso comportamiento de las estrellas masivas a punto de explotar. Cuando la estrella está agotando su combustible, algún mecanismo en su interior provocaría la pérdida de material en sus regiones más externas justo antes de la explosión, pero no tenemos una idea clara del mecanismo que provocaría lo anterior”.

Para Förster, el hallazgo abrirá pasos a nuevas investigaciones gracias a los grandes telescopios que se están construyendo en el norte de Chile, como el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que barrerá todo el cielo cada tres noches: “Esto va a permitir tener muestras más grandes de estas supernovas, con las que entenderemos mejor este fenómeno”.

El artículo “The delay of shock breakout due to circumstellar material evident in most Type II Supernovae” fue publicado el 3 de septiembre de 2018 por Nature Astronomy.

Fuente: Instituto Milenio de Astrofísica

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