Estrellas caníbales provocan explosiones gigantes en una galaxia lejana

Esta imagen compuesta muestra las imágenes azules (filtro B) obtenidas el 9 de enero (arriba a la izquierda), el 12 (arriba a la derecha), el 15 (abajo a la izquierda) y el 19 (abajo a la derecha) de enero de 2000, respectivamente. - ESO

   MADRID, 26 Feb. (EUROPA PRESS) -

   Una luz tenue registrada por el Very Large Telescope (VLT)corresponde a la nova más distante observada, fruto de explosiones termonucleares en una galaxia lejana a 70 millones de años luz.

   Los estallidos fueron causados por el "canibalismo estelar" en sistemas binarios en los que una estrella relativamente fría pierde materia frente a su compañera más pequeña y más caliente. Se produce una inestabilidad que conduce a la ignición de una "bomba de hidrógeno" en la superficie de la estrella receptora, según el análisis publicado por el ESO (European Southern Observatory) que opera el VLT.

Un estallido estelar del tipo observado ahora con el VLT se denomina "Stella Nova" ("nueva estrella" en latín), o simplemente "Nova". Las novas causadas por explosiones en estrellas binarias en nuestra galaxia natal, el sistema de la Vía Láctea, son relativamente frecuentes y aproximadamente cada dos o tres años una de ellas es lo suficientemente brillante como para ser fácilmente visible a simple vista. Para nuestros antepasados, que no tenían medios para ver la débil estrella binaria antes de la explosión, parecía como si hubiera nacido una nueva estrella en el cielo, de ahí el nombre, según inorma el ESO.

   La explosión de nova más común ocurre en un sistema estelar binario en el que una enana blanca (una estrella compacta, muy densa y caliente, con una masa comparable a la del Sol y un tamaño como el de la Tierra) acumula hidrógeno a partir de una enana roja más grande y más fría. estrella.

   A medida que el hidrógeno se acumula en la superficie de la estrella enana blanca, se calienta progresivamente hasta que se produce una explosión termonuclear en el fondo del gas recogido. Se libera una enorme cantidad de energía y en unas pocas horas provoca un aumento de un millón de veces en el brillo del sistema binario. Después de alcanzar el máximo de luz en unos días o semanas, comienza a desvanecerse a medida que el suministro de hidrógeno se agota y es expulsado al espacio. El material procesado se expulsa a altas velocidades, hasta unos 1.000 km/s, y luego puede ser visible como una capa de gas emisor en expansión.

   En total, el tremendo destello de luz implica la liberación de unos 10 45 ergios en unas pocas semanas, o aproximadamente tanta energía como la que produce nuestro Sol en 10.000 años.

   Las explosiones de supernovas que destruyen por completo estrellas más pesadas al final de sus vidas son aún más poderosas. Sin embargo, a diferencia de las supernovas y a pesar de la colosal producción de energía, el progenitor de una nova no se destruye durante la explosión. Algún tiempo después de una explosión, la transferencia de hidrógeno desde la estrella compañera comienza de nuevo, y el proceso se repite con explosiones que se producen aproximadamente una vez cada 100.000 años.

   La estrella nova finalmente morirá de "vejez" cuando su genial compañera haya sido completamente canibalizada.

   Debido a su excepcional luminosidad, las novas pueden utilizarse como potentes balizas que permiten medir distancias relativas a diferentes tipos de galaxias. La medición se basa en la suposición de que las novas del mismo tipo son intrínsecamente igualmente brillantes, junto con la ley física que establece que el brillo observado de un objeto disminuye con el cuadrado de la distancia al observador.

   Así, si observamos que una nova en una determinada galaxia es un millón de veces más débil que una cercana, sabemos que debe estar mil veces más distante. Además, las observaciones de novas en otras galaxias arrojan luz sobre la historia de formación de sus estrellas.

   A pesar de su importancia científica, los estudios de novas en cúmulos de galaxias ricos y distantes no han sido muy populares entre los astrónomos. Las principales razones son probablemente las dificultades de observación inherentes y las tasas de descubrimiento comparativamente bajas. En el pasado, con telescopios de 4 m, fueron necesarias decenas de horas de seguimiento de varias galaxias para detectar algunas novas distantes.

NGC 1316 es una galaxia gigante "polvorienta", ubicada en el cúmulo Fornax visto en la constelación austral de ese nombre ("El Horno"). Esta galaxia es de especial interés en relación con los intentos actuales de establecer una escala de distancias precisa en el Universo.

   En 1980 y 1981, NGC 1316 fue sede de dos supernovas de tipo Ia, una clase de objeto que se utiliza ampliamente como "vela cosmológica estándar" para determinar la distancia a galaxias muy distantes, cf. Comunicado de prensa de ESO eso9861. Por tanto, una medición precisa de la distancia a NGC 1316 puede proporcionar una calibración independiente del brillo intrínseco de estas supernovas.

   Las nuevas observaciones se realizaron durante 8 noches distribuidas en el período del 9 al 19 de enero de 2000. Se realizaron en modo de servicio en el telescopio VLT/ANTU de 8,2 metros con el instrumento multimodo FORS-1, utilizando un telescopio de 2k x 2k. Cámara CCD con píxeles de 0,2 segundos de arco y un campo de 6,8 x 6,8 minutos de arco 2. Las exposiciones tuvieron una duración de 20 min y se realizaron con tres filtros ópticos (B, V e I)

   Un análisis de las imágenes obtenidas con luz azul (filtro B) dio como resultado la detección de cuatro novas. Fueron identificados por el típico cambio de brillo durante el período de observación, así como sus colores medidos.

   En sólo 11 días se detectaron nada menos que cuatro novas en una sola galaxia gigante. Esto implica una tasa de aproximadamente 100 novas/año en NGC 1316, o aproximadamente 3 veces mayor que la tasa estimada para la Vía Láctea. Esto puede deberse (al menos en parte) al hecho de que NGC 1316 es de un tipo diferente y contiene más estrellas que nuestra propia galaxia.

   Las novas en NGC 1316 son bastante débiles, de aproximadamente magnitud 24 y disminuyendo hacia 25-26 durante el período de observación. Esto corresponde a casi 100 millones de veces más débil de lo que se puede ver a simple vista. La distancia correspondiente a NGC 1316 es de unos 70 millones de años luz.

   Además, el descubrimiento de cuatro novas en una galaxia del cúmulo de Fornax fue posible con sólo tres horas de observación por filtro. Esto muestra claramente que la nueva generación de telescopios de 8 m como el VLT, equipados con nuevos y grandes detectores, es capaz de mejorar enormemente la eficiencia de este tipo de investigaciones astronómicas (en un factor de 10 o más), en comparación con a búsquedas anteriores con telescopios de 4 metros.