Una supernova es el asombroso resultado de una estrella gigante. En el breve momento del período cósmico, una estrella hace un último esfuerzo por seguir brillando, que se desvanece y se hace caer. El resultado final es una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar. En general, pensamos que todas las estrellas por encima de los diez sistemas solares terminarían como una supernova, pero un nuevo estudio sugiere lo contrario.

A diferencia de la famosa supernova de tipo Ia, que puede ser causada por la fusión o el contacto de dos estrellas, las estrellas más grandes se denominan supernovas que colapsan el núcleo. Las estrellas viven de la presión contra el calor y la gravedad. Dado que hay más elementos conectados, una estrella más grande siempre debe generar calor combinando elementos más pesados. Eventualmente, forma una capa de áreas donde se unen los diversos elementos. Pero esa cadena solo se puede llevar hasta el hierro. Después de eso, combinar componentes pesados ​​le costará más energía que soltarlos. Entonces, el centro colapsa, creando una onda de choque y rompiendo la estrella.

El patrón de piel de cebolla de la estrella moribunda no debe medirse. Crédito: RJ Hall

En los modelos de grandes estrellas moribundas, las supernovas que colapsan el núcleo ocurren en estrellas por encima de las 9-10 masas solares y por encima de las 40-50 masas solares. Por encima de esa masa, las estrellas serán mucho más grandes. Se encoge directamente en el agujero negro sin convertirse en supernova. Las estrellas más grandes, del orden de 150 masas solares o más, pueden explotar en una hipernova. Estos animales no explotan debido a un colapso central, sino a un efecto llamado inestabilidad de pareja, en el que se generan fotones en colisión en el centro. Crea pares de electrones y positrones.

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Este nuevo estudio sugiere que el límite de masa superior para las supernovas de colapso del núcleo puede ser mucho más bajo de lo que pensábamos. El equipo vio la masa base de un par de galaxias en colisión llamadas Orb 299. La región alberga supernovas cuando las galaxias chocan. Como resultado, las proyecciones básicas de Orp 299 deben depender en gran medida de los elementos expulsados ​​en las explosiones de supernovas. Midieron la proporción de hierro a oxígeno y la proporción de neón y magnesio a oxígeno. Descubrieron que las relaciones Ne / O y Mg / O eran similares a las del Sol, mientras que las relaciones Fe / O eran mucho más bajas que las del Sol. Las grandes supernovas inyectan hierro en el universo de manera muy eficiente.

Las galaxias chocan con una imagen del Hubble llamada Orb 299

El equipo observó que las proporciones no coincidían con los modelos estándar de núcleo-pendiente, pero descubrió que los datos coinciden con los modelos de supernova si excluye cualquier supernova por encima de aproximadamente 23-27 masas solares. En otras palabras, si las estrellas caen en agujeros negros sobre unas 27 masas solares, los modelos y observaciones son consistentes.

Este trabajo no prueba de manera concluyente que el límite de masa superior de las supernovas sea menor de lo que pensábamos. Las supernovas producen más neón y magnesio de lo que predicen las muestras. Sin embargo, está claro que necesitamos aprender mucho más sobre los últimos gases moribundos de las grandes estrellas.

Nota: Mao, Junji y col. “Recursos básicos de la cálida atmósfera de la brillante galaxia infrarroja Orb 299. ” Cartas del Journal of Astronomy 918.1 (2021): L17.

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