Una Nueva Clase De Supernova Impulsada Por Magnetar

Una supernova muy luminosa impulsada por magnetar

La impresión de este artista muestra una supernova y un estallido de rayos gamma asociado impulsado por una estrella de neutrones que gira rápidamente con un campo magnético muy fuerte, un objeto exótico conocido como magnetar. Crédito: ESO

ESO Los observatorios La Silla y Paranal han demostrado por primera vez un vínculo entre una explosión de rayos gamma de larga duración y una explosión de supernova inusualmente brillante. El estudio revela que la supernova que siguió al estallido GRB 111209A no fue impulsada por la desintegración radiactiva, como se esperaba, sino que fue impulsada por los campos magnéticos súper fuertes en descomposición alrededor de una magnetar.

Los resultados aparecen en la revista Nature.

Las explosiones de rayos gamma (GRB) son uno de los resultados asociados con las mayores explosiones que han tenido lugar desde el Big Bang . Son detectados por telescopios en órbita que son sensibles a este tipo de radiación de alta energía, que no pueden penetrar la atmósfera terrestre, y luego observados a longitudes de onda más largas por otros telescopios tanto en el espacio como en tierra.

Los GRB generalmente solo duran unos segundos, pero en casos muy raros los rayos gamma continúan durante horas. Uno de estos GRB de duración ultralarga fue captado por el satélite Swift el 9 de diciembre de 2011 y denominado GRB 111209A. Fue uno de los GRB más largos y brillantes jamás observados.

A medida que el resplandor de esta explosión se desvaneció, se estudió utilizando el instrumento GROND en el telescopio MPG / ESO de 2,2 metros en La Silla y también con el instrumento X-shooter en el Telescopio muy grande (VLT) en Paranal. Se encontró la firma clara de una supernova, más tarde llamada SN 2011kl. Esta es la primera vez que se ha encontrado que una supernova está asociada con un GRB ultralargo.

El autor principal del nuevo artículo, Jochen Greiner del Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemania, explica: “Dado que un estallido de rayos gamma de larga duración se produce solo una vez cada 10.000 a 100.000 supernovas, la estrella que explotó debe ser de alguna manera especial. Los astrónomos habían supuesto que estos GRB provenían de estrellas muy masivas, aproximadamente 50 veces la masa del Sol, y que indicaban la formación de una calabozo . Pero ahora nuestras nuevas observaciones de la supernova SN 2011kl, encontradas después del GRB 111209A, están cambiando este paradigma para GRB de duración ultralarga “.

En el escenario favorecido de un colapso masivo de estrellas (a veces conocido como colapso), se espera que el estallido de emisión óptica / infrarroja de la supernova de una semana de duración provenga de la desintegración del níquel-56 radiactivo formado en la explosión. Pero en el caso de GRB 111209A, las observaciones combinadas de GROND y VLT demostraron sin ambigüedades por primera vez que este no podía ser el caso. También se descartaron otras sugerencias.

La única explicación que encajaba con las observaciones de la supernova después de GRB 111209A era que estaba siendo impulsada por una magnetar, una pequeña estrella neutrón giran cientos de veces por segundo y poseen un campo magnético mucho más fuerte que las estrellas de neutrones normales, que también se conocen como púlsares de radio. Se cree que los magnetares son los objetos más fuertemente magnetizados del Universo conocido. Esta es la primera vez que ha sido posible una conexión tan inequívoca entre una supernova y una magnetar.

Paolo Mazzali, coautor del estudio, reflexiona sobre la importancia de los nuevos hallazgos: “Los nuevos resultados proporcionan una buena evidencia de una relación inesperada entre los GRB, supernovas muy brillantes y magnetares. Algunas de estas conexiones ya se sospechaban por motivos teóricos durante algunos años, pero vincular todo es un nuevo desarrollo emocionante “.

“El caso de SN 2011kl / GRB 111209A nos obliga a considerar una alternativa al escenario colapsar. Este hallazgo nos acerca mucho más a una imagen nueva y más clara del funcionamiento de los GRB ”, concluye Jochen Greiner.

Publicación : Jochen Greiner, et al., “Una supernova muy luminosa impulsada por magnetar asociada con un estallido de rayos gamma ultralargo”, Nature 523, 189-192 (9 de julio de 2015); doi: 10.1038 / nature14579

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