El acontecimiento se realizó desde las primeras horas

Seguimiento de la explosión de una supernova

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En el Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir, a cargo del Instituto de Astronomía, fue captada en una galaxia a 160 millones de años luz de nosotros; el telescopio robótico Harold L. Johnson respondió a una alerta del evento

Patricia López, 20 de febrero de 2017

Un grupo internacional de científicos, entre los que se encuentra William Lee, investigador del Instituto de Astronomía (IA), siguió por primera vez desde las primeras horas después de sucedida la muerte de una estrella masiva, que produjo una supernova tipo II.

El registro inicial se logró apenas tres horas después de ocurrido, en octubre de 2013, lo que permitió a los astrónomos detectar y analizar material que fue eyectado por esta estrella en el último año de su vida previo a la explosión. La información obtenida permite dibujar con mayor precisión las etapas finales de la vida de las estrellas masivas, y de su interacción con el medio que las rodea.

Lee es coautor del artículo publicado en la revista Nature Physics el pasado lunes 13 de febrero, encabezado por Ofer Yaron, del Weizmann Institute for Science de Israel, y que agrupa a investigadores de Dinamarca, Estados Unidos, Irlanda, Reino Unido y Suecia.

El descubrimiento se logró con el proyecto iPTF (intermediate Palomar Transient Factory) en Monte Palomar, Estados Unidos, y la alerta inicial dio lugar al seguimiento durante los siguientes dos meses con varios instrumentos en diversas partes del mundo y que observaron el evento desde los rayos X hasta el radio. Entre ellos se encuentra el telescopio robotizado Harold L. Johnson de 1.5 m del Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir (OAN-SPM), operado y mantenido por el IA, y equipado con tecnología de punta mediante una colaboración con la Universidad de California, el Goddard Space Flight Center de la NASA y la Arizona State University. “Funcionaron todos de manera organizada, y así se logró”, dijo.

Diagrama de la estrella PTF13dqy (SN 2013fs) que explotó en una galaxia espiral cercana a 160 millones de años luz, el 6 de octubre de 2013. Fue detectada en el Observatorio Palomar, en California, a sólo tres horas de la explosión. Imagen: Ofer Yaron.

La explosión y muerte de una estrella

“Se trata de la observación de la explosión de una estrella muy masiva (aproximadamente 10 a 20 veces más masiva que el Sol). Es un evento que se llama supernova tipo II, que es lo que sucede cuando mueren estrellas muy masivas al colapsar su núcleo en cuestión de unos cuantos segundos”, explicó Lee.

Estas estrellas viven unos 10 millones de años (mil veces menos que el Sol) y cuando mueren producen explosiones muy brillantes que pueden verse a enormes distancias. Son interesantes porque por un lado informan cómo mueren las estrellas, y por otro funcionan como faros para hacer cartografía del universo a gran escala. Esta supernova en particular, denominada SN 2013fs, fue captada en una galaxia a 160 millones de años luz de nosotros.

“La muerte de estrellas produce una gran cantidad de elementos pesados de la tabla periódica, sobre todo del grupo del hierro, entre muchos otros”. Lo extraordinario del hallazgo es que se logró observar la explosión muy rápido después de que sucedió. Cuando ocurre una supernova, su brillo aumenta durante varios días y después decae lentamente durante un periodo que va de semanas a meses.

Normalmente, los expertos las captan después de varios días que ocurrió la explosión y las siguen durante meses. Esta explosión se detectó a las tres horas de que sucedió por el iPTF, que realiza mapeos del cielo de manera repetida constantemente y busca y clasifica fuentes que varían en su brillo.

Una vez que este telescopio (que opera la Universidad de California) la detectó, se dio una alerta y muchos otros telescopios en distintas partes del mundo comenzaron a seguirla. “Entre ellos el nuestro, de 1.5 que está en el OAN y la siguió durante dos meses para observar la evolución”, apuntó Lee.

“Lo peculiar del descubrimiento, además de la detección muy temprana, es que se tiene información de las primeras fases de la explosión. Cuando estas estrellas están a punto de morir tienen pulsaciones y eyecciones de masa a su medio ambiente inmediato. La masa que avientan durante meses, aproximadamente cien kilómetros por segundo, produce una nube tenue que rodea a la estrella a una distancia comparable con el tamaño de la órbita de Neptuno. Cuando finalmente explota, arroja alrededor de 10 a 20 masas solares a 10 mil kilómetros por segundo. Esto alcanza muy rápido a todo lo que está alrededor y lo barre por delante. Si uno observa estos eventos unos cuantos días o semanas después de que sucedió la explosión, ya no se ve este material”, detalló.

Al captar el evento a las tres horas, la luz que emitió la explosión iluminó el entorno inmediato y los expertos pudieron ver indirectamente todo el material que estaba rodeando la estrella antes de que fuera alcanzado por la explosión misma, concluyó William Lee.

La cámara RATIR, diseñada para el telescopio Harold L. Johnson, es capaz de observar simultáneamente en cuatro bandas de las regiones óptica e infrarroja del espectro electromagnético. Foto: Alan Watson.

CÁMARA INFRARROJA RATIR

La cámara infrarroja RATIR, acrónimo de Reionization and Transients Infrared Camera (cámara infrarroja para la observación de eventos transitorios y de la época de reionización) es un instrumento especialmente diseñado para el telescopio Harold L. Johnson del OAN-SPM.

Está formado por cuatro cámaras (dos que observan en el visible y dos en el cercano infrarrojo), con las que se detecta simultáneamente la luz de objetos celestes en diferentes colores que recorren el espectro electromagnético, informó Alan Watson, responsable del equipo, de la robotización del telescopio Harold L. Johnson, e investigador del IA.

Watson explicó que el telescopio de 1.5 metros opera en modo robótico, realizando diariamente observaciones programadas de entre una lista de proyectos previamente asignados, y detiene lo que esté haciendo para moverse hacia las coordenadas de alertas generadas automáticamente por observatorios satelitales, como el SWIFT, a cargo de la NASA de Estados Unidos.

El telescopio Harold L. Johnson y la cámara RATIR, en operación de rutina desde 2013, forman parte de la modernización del OAN, ubicado en la sierra de San Pedro Mártir en Baja California, a dos mil 830 metros sobre el nivel del mar, y que es una de las zonas más privilegiadas del mundo para estudiar el cielo. La modernización e internacionalización del observatorio ha sido producto de colaboraciones internacionales y de apoyos importantes de la Universidad y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología mediante el Programa de Laboratorios Nacionales.

Jesús González, director del IA, señaló que en el OAN se cuenta con una batería de telescopios (RATIR es el primer ejemplo) robotizados en desarrollo, por lo que estarán siempre listos para observar y pueden competir internacionalmente.

“Es importante que el Observatorio Astronómico Nacional se centre en este tipo de desarrollos. De hecho RATIR ha motivado que ahora estemos desarrollando tres o cuatro proyectos similares, para estudiar el cielo variable con telescopios relativamente pequeños, robotizados y muy competitivos”, dijo el director.