Una explosión termonuclear impulsa a una estrella surcando la Vía Láctea a toda velocidad

Una estrella enana blanca en explosión se salió de su órbita con otra estrella en una 'supernova parcial' y ahora viaja a toda velocidad por nuestra galaxia, según un nuevo estudio de la Universidad de Warwick, en Reino Unido.

La investigación abre la posibilidad de que muchos más sobrevivientes de supernovas viajen a través de la Vía Láctea, así como otros tipos de supernovas que ocurren en otras galaxias que los astrónomos nunca antes habían visto.

La investigación, que publica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'y financiada por el Leverhulme Trust and Science and Technology Facilities Council (STFC), analiza una enana blanca que anteriormente tenía una composición atmosférica inusual y revela que la estrella probablemente fue una estrella binaria que sobrevivió a su explosión de supernova, que la envió a ella y a su compañera a volar a través de la Vía Láctea en direcciones opuestas.

Las enanas blancas son los núcleos restantes de gigantes rojas después de que estas enormes estrellas han muerto y arrojan sus capas externas, enfriándose en el transcurso de miles de millones de años. La mayoría de las enanas blancas tienen atmósferas compuestas casi por completo de hidrógeno o helio, con evidencia ocasional de carbono u oxígeno extraído del núcleo de la estrella.

Esta estrella, denominada SDSS J1240 + 6710 y descubierta en 2015, parecía no contener hidrógeno ni helio, compuesta en lugar de una mezcla inusual de oxígeno, neón, magnesio y silicio. Usando el telescopio espacial Hubble, los científicos también identificaron carbono, sodio y aluminio en la atmósfera de la estrella, todo lo cual se produce en las primeras reacciones termonucleares de una supernova.

Sin embargo, existe una clara ausencia de lo que se conoce como el 'grupo de hierro' de elementos, como el hierro, níquel, cromo y manganeso. Estos elementos más pesados normalmente se elaboran a partir de los más ligeros y constituyen las características definitorias de las supernovas termonucleares. La falta de elementos del grupo de hierro en SDSSJ1240 + 6710 sugiere que la estrella solo pasó por una supernova parcial antes de que la quema nuclear se extinguiera.

Los científicos pudieron medir la velocidad de la enana blanca y descubrieron que viaja a 900.000 kilómetros por hora. También tiene una masa particularmente baja para una enana blanca, solo el 40% de la masa de nuestro Sol, lo que sería consistente con la pérdida de masa de una supernova parcial.

El autor principal, el profesor Boris Gaensicke, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, destaca que “esta estrella es única porque tiene todas las características clave de una enana blanca, pero tiene una velocidad muy alta y abundancias inusuales que no tienen sentido cuando se combinan con su baja masa”.

Además añade que “tiene una composición química que es la huella de la combustión nuclear, una masa baja y una velocidad muy alta: todos estos hechos implican que debe de haber venido de algún tipo de sistema binario cercano y debe haber sufrido una ignición termonuclear. Habría sido un tipo de supernova, pero de un tipo que no hemos visto antes”, apunta.

Los científicos teorizan que la supernova interrumpió la órbita de la enana blanca con su estrella compañera cuando expulsó abruptamente una gran proporción de su masa. Ambas estrellas se habrían llevado en direcciones opuestas a sus velocidades orbitales en una especie de maniobra de tirachinas. Eso explicaría la alta velocidad de la estrella.

El profesor Gaensicke agrega que “si era un binario estrecho y se sometió a una ignición termonuclear, expulsando gran parte de su masa, tiene las condiciones para producir una enana blanca de baja masa y hacer que se vaya volando con su velocidad orbital”.

Las supernovas termonucleares mejor estudiadas son el 'Tipo Ia', que condujo al descubrimiento de la energía oscura, y ahora se usan de manera rutinaria para mapear la estructura del Universo. Pero cada vez hay más pruebas de que las supernovas termonucleares pueden ocurrir en condiciones muy diferentes.

SDSSJ1240 + 6710 puede ser el superviviente de un tipo de supernova que aún no ha sido “atrapada en el acto”. Sin el níquel radioactivo que alimenta el resplandor de larga duración de las supernovas Tipo Ia, la explosión que envió a SDSS1240 + 6710 a toda velocidad sobre nuestra galaxia habría sido un breve destello de luz que habría sido difícil de descubrir.

El profesor Gaensicke agrega que “el estudio de las supernovas termonucleares es un campo enorme y hay un gran esfuerzo de observación para encontrar supernovas en otras galaxias. La dificultad es que se ve la estrella cuando explota, pero es muy difícil conocer las propiedades de la estrella antes de explotar”, destaca.

“Ahora estamos descubriendo que hay diferentes tipos de enanas blancas que sobreviven a las supernovas en diferentes condiciones y, utilizando las composiciones, masas y velocidades que tienen, podemos averiguar qué tipo de supernova han sufrido --resalta--. Estudiar a los sobrevivientes de supernovas en nuestra Vía Láctea nos ayudará a comprender la miríada de supernovas que vemos que se disparan en otras galaxias”.

Por su parte, el profesor SO Kepler, de la Universidade Federal do Rio Grande do Sul, en Brasil, quien descubrió originalmente esta estrella, señala que “el hecho de que una enana blanca de tan baja masa haya quemado carbono es un testimonio de los efectos de la evolución binaria interactiva y su efecto sobre la evolución química del universo”.

Igualmente, el doctor Roberto Raddi, de la Universitat Politècnica de Cataluña, que llevó a cabo el análisis cinemático, apunta que “una vez más, la sinergia entre la astrometría de Gaia muy precisa y el análisis espectroscópico han ayudado a limitar las sorprendentes propiedades de una enana blanca única, que probablemente se formó en una supernova termonuclear y fue expulsado a alta velocidad como consecuencia de la explosión”.