Una supernova es la punta brillante de una estrella gigante.Por un breve momento en el universo, la estrella hace un esfuerzo final para seguir brillando, pero finalmente se descompone y colapsa por sí sola.El resultado final es una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar.Normalmente pensábamos que todas las estrellas con unas 10 veces la masa del Sol terminarían como supernovas, pero una nueva investigación sugiere que ese no es el caso.
A diferencia de las famosas supernovas de Tipo Ia, que pueden resultar de la fusión o interacción de dos estrellas, las estrellas grandes experimentan un fenómeno conocido como supernova de colapso central.Las estrellas sobreviven a través de un equilibrio de calor y presión contra la gravedad.A medida que se fusionan más elementos, las estrellas más grandes deben fusionar elementos más pesados para generar calor.Al final, esto forma una capa de áreas donde se fusionan otros elementos.Pero la cadena solo puede llevar hasta el hierro.Después de eso, la fusión de elementos más pesados consume más energía de la que libera.Como resultado, el núcleo colapsa, creando una onda de choque que destroza la estrella.
En modelos de grandes estrellas moribundas, las supernovas de colapso central ocurren en estrellas con masas superiores a 9 o 10 masas solares y alrededor de 40 a 50 masas solares.Por encima de esa masa la estrella es demasiado pesadaEn lugar de convertirse en una supernova, colapsa directamente en un agujero negro.Las estrellas muy masivas con más de 150 veces la masa del Sol pueden explotar como supernovas.Esta bestia es un efecto conocido como inestabilidad de pares, en el que el colapso del núcleo produce fotones que chocan desde el núcleo en lugar de explotar.Crea un par de electrones y positrones.
Este nuevo estudio sugiere que el límite de masa superior para una supernova central en descomposición puede ser mucho más bajo de lo que pensábamos.El equipo observó abundancia elemental en un par de galaxias en colisión conocidas como Arp 299. Debido a que las galaxias están en proceso de colisión, la región es un semillero de supernovas.Como resultado, la abundancia elemental de Arp 299 debería depender en gran medida de los elementos emitidos por la explosión de la supernova.Midieron la abundancia de hierro a oxígeno y la proporción de neón y magnesio a oxígeno.Descubrieron que las proporciones Ne/O y Mg/O eran similares a las del Sol, pero las proporciones Fe/O eran mucho más bajas que el nivel solar.El hierro se libera de manera más eficiente al espacio mediante supernovas gigantes.
Aunque las tasas que observó el equipo no coincidían con el modelo estándar de desintegración del núcleo, encontraron que los datos concordaban bien con el modelo de supernova, a excepción de las supernovas con alrededor de 23 a 27 masas solares o más.En otras palabras, si una estrella se desintegra en un agujero negro de aproximadamente 27 masas solares o más, el modelo y las observaciones son consistentes.
Este estudio no prueba de manera concluyente que el límite de masa superior para las supernovas sea más pequeño de lo que pensábamos.Las supernovas también pueden producir niveles más altos de neón y magnesio de lo que predicen los modelos.De cualquier manera, está claro que todavía tenemos mucho que aprender sobre el último aliento de la gran estrella.
referencia:Mao, Junjie, et al.“Abundancia elemental en la atmósfera caliente de la brillante galaxia infrarroja Arp 299.”Revista Astrofísica Carta 918.1 (2021): L17.