En agosto de 1181, astrónomos de China y Japón observaron una brillante «estrella invitada» en el cielo nocturno que ahora sabemos que es una supernova, una de las pocas supernovas registradas en nuestra Vía Láctea que eran visibles a simple vista. Brilló durante seis meses completos antes de morir. Los astrónomos no han podido identificar el resto de la fuente de SN 1181 durante siglos, y este detalle es crucial para determinar a qué clase pertenece la supernova. Ahora, un equipo internacional de astrónomos cree haber identificado esta fuente como una de las estrellas más calientes de la galaxia dentro de la nebulosa Pa30, según un nuevo papel publicado en Astrophysical Journal Letters.

Como nosotros tenemos escrito previamente, hay dos tipos conocidos de supernovas, dependiendo de la masa de la estrella original. La supernova del colapso del núcleo de hierro ocurre con estrellas masivas (más de diez masas solares), que colapsó tan violentamente que provocó una enorme explosión catastrófica. Las temperaturas y presiones son tan altas que el carbono del núcleo de la estrella comienza a fusionarse. Esto evita que el núcleo colapse, al menos temporalmente, y este proceso continúa, una y otra vez, con núcleos atómicos cada vez más pesados. Cuando el combustible finalmente se agota por completo, el núcleo de hierro (para entonces) colapsa en un agujero negro o una estrella de neutrones.

Luego hay una supernova termonuclear. Las estrellas más pequeñas (hasta unas ocho masas solares) se enfrían gradualmente para convertirse en densos núcleos de ceniza conocidos como enanas blancas. Si una enana blanca que se queda sin combustible nuclear es parte de un sistema binario, puede desviar la materia de su socio y agregarla a su masa hasta que su núcleo alcance temperaturas lo suficientemente altas como para que se produzca la fusión del carbono.

También hay tipos más raros de supernovas. Una de las «estrellas invitadas» más antiguas y famosas fue registrada por los astrónomos chinos alrededor del 4 de julio de 1054. Fue visible a plena luz del día durante 23 días. Los restos ahora forman el Nebulosa del Cangrejo. Algunos han especulado que SN 1054 fue la llamada supernova de «captura de electrones», descrita por primera vez hace 40 años.

Si es así, SN 1054 tiene un primo del siglo XXI. En junio informamos que un equipo de astrónomos había identificado una segunda supernova reciente, denominada SN 2018zd, que cumple con todos los criterios para una supernova de captura de electrones. En este escenario, una estrella no es lo suficientemente pesada como para producir una supernova que colapsa con un núcleo de hierro, pero no es lo suficientemente liviana para evitar que su núcleo colapse por completo. En cambio, estas estrellas detienen el proceso de fusión cuando sus núcleos están formados por oxígeno, neón y magnesio. En este escenario, los electrones son engullidos por el neón y el magnesio en el núcleo, lo que hace que el núcleo se deforme por su propio peso. El resultado final es una supernova.

Según este nuevo análisis, SN 1181 parece pertenecer a otra categoría relativamente rara conocida como Tipo Iax. Está relacionado con Categoría tipo Ia, en el que la supernova es el resultado de un sistema estelar binario donde una de las dos estrellas es una enana blanca. Por lo general, la enana blanca extrae hidrógeno y helio de su estrella compañera, finalmente alcanza una masa crítica y explota, destruyendo así a la enana blanca. Pero hay casos, como en SN 2012Z, donde la enana blanca pierde solo la mitad de su masa y deja tras de sí una estrella zombie como resto.

«SN 1181 fue hasta ahora la única supernova histórica del último milenio sin algo de quid pro quo», escribieron los autores. Durante años, el candidato restante más probable fue un púlsar de radio y rayos X conocido como 3C-58, que actualmente gira unas 15 veces por segundo. Esto significaría que el púlsar no ha perdido mucha energía de rotación durante los últimos 900 años. El remanente de SN 1054, la Nebulosa del Cangrejo, por otro lado, perdió aproximadamente dos tercios de su energía de rotación. Y de acuerdo con lecturas de radio recientes del 3C-58, el púlsar es probablemente mucho más antiguo que SN 1181 y, por lo tanto, no podría ser un vestigio de él.

Ingrese a la nebulosa Pa30 en forma de disco, descubierta por primera vez por los astrónomos en 2013. Pa30 rodea una rara y masiva Loup-Rayet estrella conocida como Parker’s Star. Los autores determinaron que el polvo y el gas en Pa30 se extienden a más de 1.100 km / s, y el equipo utilizó esta velocidad para derivar la edad de la nebulosa: alrededor de 1.000 años. Esto lo convierte en un gran candidato para el resto de SN 1181.

“Los informes históricos sitúan a la estrella invitada entre dos constelaciones chinas, Chuanshe y Huagai. La estrella de Parker encaja bien en la posición » dijo el coautor Albert Zijlstra de la Universidad de Manchester. «Esto significa que la edad y el lugar corresponden a los eventos de 1181».

Los astrónomos plantearon previamente la hipótesis de que Pa30 y la estrella de Parker resultaron de la colisión y fusión de dos estrellas enanas blancas, produciendo una supernova similar a Iax, y Zijlstra et al.las conclusiones de s coinciden con esta hipótesis. “Solo alrededor del 10% de las supernovas son de este tipo y no se comprenden bien. » dice Zijlstra. «El hecho de que SN1181 era débil pero se desvaneció muy lentamente se ajusta a este tipo. Es el único evento de este tipo en el que podemos estudiar tanto la nebulosa restante como la estrella fusionada y también tener una descripción de la misma. La explosión en sí Es bueno poder resolver un misterio que es a la vez histórico y astronómico.

DOI: Cartas de revistas astrofísicas, 2021. 10.3847 / 2041-8213 / ac2253 (Acerca de los DOI).