El Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA fue construido para buscar nuevos planetas, pero los astrónomos del estado de Ohio descubrieron que también podían observar supernovas creadas por la explosión de estrellas enanas blancas. Este desarrollo significa que pronto podremos tener una mejor idea de por qué explotan y qué es lo que dejan atrás en el proceso.

La investigación, dirigida por el estudiante graduado de la Universidad Estatal de Ohio Patrick Vallely, culminó en los primeros hallazgos publicados sobre una supernova observada usando TESS, y proporciona nuevas perspectivas sobre teorías de larga data acerca de los elementos dejados atrás después de que una estrella enana blanca explote en una supernova.

La clasificación de las supernovas puede ser confusa. Inicialmente, se dividieron en dos tipos simples. El Tipo II tenía hidrógeno en la estela elemental de la explosión (conocido como el espectro), mientras que el Tipo I no. Luego, alrededor de la década de 1980, se volvió un poco más desordenado. Por lo tanto, en aras de la simplicidad y la brevedad, hablaremos del Tipo II y del Tipo Ia (pronunciado 1-A).

Las supernovas de tipo II son aquellas en las que una estrella masiva (con una masa de alrededor de ocho veces nuestro Sol o más), al final de su vida, colapsa sobre sí misma y – boom. El Tipo Ia involucra estrellas más pequeñas en sistemas binarios cerrados (donde dos estrellas orbitan entre sí) donde al menos una es una enana blanca.

¿Qué es una enana blanca? Una enana blanca es una estrella moribunda que ha quemado todo su combustible (generalmente con sólo carbono y oxígeno restante), pero todavía está muy, muy caliente. También es muy, muy densa (imagina la masa de nuestro Sol, comprimida en el tamaño de la Tierra). Una enana blanca, abandonada a su suerte y sin estrellas cercanas de las que extraer materia y energía, acabará enfriándose hasta convertirse en un trozo de carbón negro. Y cuando dicen eventualmente, se refieren a un billón de años más o menos.

Sin embargo, cuando una enana blanca está en un sistema binario cercano con otra estrella, puede tener un final mucho más dramático. Dado el conjunto correcto de condiciones, este escenario puede resultar en una supernova de Tipo Ia. Esto ocurre cuando la enana blanca roba masa y energía de su pareja de baile estelar, crece demasiado para permanecer estable, y eventualmente explota, sacando a ambos. Esa es la teoría de todos modos.

Mientras que una enana blanca no tiene hidrógeno remanente, su estrella compañera usualmente lo tendría, lo que significa que debería haber hidrógeno (y otras cosas) en el espectro. Hasta ahora, sin embargo, los científicos nunca lo han visto. La observación hecha por TESS, lo cambió todo.

Usualmente, el hidrógeno detectable en el espectro implicaría que se trataba de una colisión entre una enana blanca (sin hidrógeno) y una estrella que no era tan larga en el diente (con mucho hidrógeno). Pero misteriosamente, el análisis de la curva de luz de esta supernova sugirió que esto era de hecho, una colisión entre dos enanas blancas. En este escenario, realmente no debería haber hidrógeno en los espectros, así que ¿de dónde vino?

Según el coautor del artículo, el profesor Kris Stanek, es probable que el hidrógeno provenga de un tercero que intervino en la danza de la destrucción del sistema binario. Incluso en los confines del espacio, la noción de que dos son compañía, tres es una multitud parece aplicarse.

«Basándonos en la curva de luz, lo más probable es que el hidrógeno provenga de una tercera estrella del sistema», dice Stanek. «Así que el escenario prevaleciente, al menos en Ohio State en este momento, es que la manera de hacer una supernova Tipo Ia es tener dos estrellas enanas blancas interactuando – chocando incluso. Pero también tener una tercera estrella que provee el hidrógeno».

Los datos de TESS se combinaron con los datos del All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), una red con base en la Tierra compuesta por pequeños telescopios alrededor del mundo que buscan supernovas en galaxias lejanas. Estos datos se combinaron con los del Gran Telescopio Sudafricano (SALT) para evaluar los elementos dejados atrás en el espectro de la supernova. Encontrar hidrógeno y helio -indicadores de que el enano en explosión había consumido una estrella no enana compañera cercana- estaba en contradicción con la colisión de dos enanos sugerida por la curva de luz. Eso fue hasta que la idea de una tercera estrella fue planteada por Stanek.

«Estos[Tipo Ia] son el tipo más famoso de supernova – llevaron a que se descubriera la energía oscura en la década de 1990», dice Vallely. «Son responsables de la existencia de tantos elementos en el universo. Pero realmente no entendemos muy bien la física que hay detrás de ellos. Y eso es lo que realmente me gusta de combinar TESS y ASAS-SN aquí, que podemos construir estos datos y usarlos para averiguar un poco más sobre estas supernovas».

Los científicos generalmente coinciden en que las supernovas enanas blancas requieren estrellas acompañantes, pero los mecanismos de las explosiones, así como la composición de las estrellas acompañantes, son menos claros. Estos hallazgos son un gran primer paso para responder a estas preguntas.