Supernova Histórica Sopla Viento Fresco

Se ha explicado por primera vez un misterioso remanente de un tipo raro de supernova registrado en 1181. Dos estrellas enanas blancas colisionaron, creando una “estrella invitada” temporal, ahora etiquetada como supernova (SN) 1181, que fue registrada en documentos históricos en Japón y otras partes de Asia. Sin embargo, después de que la estrella se atenuó, su ubicación y estructura permanecieron como un misterio hasta que un equipo ubicó su ubicación en 2021. Ahora, a través de modelos informáticos y análisis observacionales, los investigadores han recreado la estructura de la enana blanca remanente, una ocurrencia rara, explicando su formación de doble choque. También descubrieron que los vientos estelares de alta velocidad pueden haber comenzado a soplar desde su superficie en los últimos 20-30 años. Este hallazgo mejora nuestra comprensión de la diversidad de explosiones de supernovas y destaca los beneficios de la investigación interdisciplinaria, combinando la historia con la astronomía moderna para permitir nuevos descubrimientos sobre nuestra galaxia.

Es el año 1181 y en Japón la Guerra Genpei (1180-85) ha comenzado recientemente. Conducirá a un cambio en el poder político de las familias aristocráticas al nuevo shogunato basado en el ejército, que se establecerá en la ciudad costera de Kamakura, cerca del Tokio moderno. Un registro de este período tumultuoso se compiló en formato de diario en el Azuma Kagami. Cronológicamente no solo las vidas de las personas y los eventos clave (con una precisión variable), sino también otras observaciones diarias, incluida la aparición de una nueva estrella.

“Hay muchos relatos de esta estrella invitada temporal en los registros históricos de Japón, China y Corea. En su punto máximo, el brillo de la estrella era comparable al de Saturno. Permaneció visible a simple vista durante unos 180 días, hasta que gradualmente se atenuó fuera de la vista. El remanente de la explosión de SN 1181 ahora es muy antiguo, por lo que es oscuro y difícil de encontrar”, explicó el autor principal Takatoshi Ko, un estudiante de doctorado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio.

Se encontró que el remanente de esta estrella invitada, etiquetado como remanente de supernova (SNR) 1181, se creó cuando dos estrellas extremadamente densas del tamaño de la Tierra, llamadas enanas blancas, colisionaron. Esto creó un tipo raro de supernova, llamada supernova Tipo Iax, que dejó atrás una sola enana blanca brillante y de rápida rotación. Ayudados por las observaciones sobre su posición anotada en el documento histórico, los astrofísicos modernos finalmente ubicaron su ubicación en 2021 en una nebulosa hacia la constelación Casiopea.

Debido a su naturaleza rara y ubicación dentro de nuestra galaxia, SNR 1181 ha sido objeto de mucha investigación observacional. Esto sugirió que SNR 1181 está formado por dos regiones de choque, una región externa y una interna. En este nuevo estudio, el grupo de investigación analizó los últimos datos de rayos X para construir un modelo informático teórico que explique estas observaciones, y que ha recreado la estructura previamente inexplicable de este remanente de supernova.

El principal desafío fue que según la comprensión convencional, cuando dos enanas blancas colisionan de esta manera, deberían explotar y desaparecer. Sin embargo, esta fusión dejó atrás una enana blanca. Se esperaba que la enana blanca giratoria creara un viento estelar (un flujo rápido de partículas) inmediatamente después de su formación. Sin embargo, lo que encontraron los investigadores fue algo más.

“Si el viento hubiera comenzado a soplar inmediatamente después de la formación de SNR 1181, no podríamos reproducir el tamaño observado de la región de choque interna”, dijo Ko. “Sin embargo, al tratar el tiempo de inicio del viento como una variable, logramos explicar con precisión todas las características observadas de SNR 1181 y desentrañar las propiedades misteriosas de este viento de alta velocidad. También pudimos rastrear simultáneamente la evolución temporal de cada región de choque, utilizando cálculos numéricos”.

El equipo se sorprendió mucho al descubrir que, según sus cálculos, el viento puede haber comenzado a soplar solo muy recientemente, en los últimos 20-30 años. Sugieren que esto puede indicar que la enana blanca ha comenzado a arder nuevamente, posiblemente debido a que parte de la materia expulsada por la explosión presenciada en 1181 volvió a caer a su superficie, aumentando su densidad y temperatura por encima de un umbral para reiniciar la combustión.

Para validar su modelo informático, el equipo se está preparando para observar aún más SNR 1181 utilizando el radiotelescopio Very Large Array (VLA) con base en el estado central de Nuevo México en los EE. UU. y el telescopio Subaru de 8,2 metros en el estado estadounidense de Hawai.

“La capacidad de determinar la edad de los remanentes de supernovas o el brillo en el momento de su explosión a través de perspectivas arqueológicas es un activo raro e invaluable para la astronomía moderna”, dijo Ko. “Esta investigación interdisciplinaria es muy emocionante y destaca el inmenso potencial para combinar campos diversos para descubrir nuevas dimensiones de los fenómenos astronómicos”.

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Papel

Takatoshi Ko, Hiromasa Suzuki, Kazumi Kashiyama, Hiroyuki Uchida, Takaaki Tanaka, Daichi Tsuna, Kotaro Fujisawa, Aya Bamba y Toshikazu Shigeyama. Un modelo dinámico para IRAS 00500+6713: el remanente de una supernova Tipo Iax SN 1181 que alberga un producto de fusión doble degenerado WD J005311. The Astrophysical Journal. 5 de julio de 2024 DOI: 10.3847/1538-4357/ad4d99

Financiamiento:

Esta investigación ha utilizado datos y software proporcionados por el High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC), que es un servicio de la Astrophysics Science Division de NASA/GSFC. Este trabajo ha sido financiado por las Subvenciones de Investigación Científica de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (KAKENHI) Números de Grant JP24KJ0672 (TK), JP21J00031 (HS), JP24K00668 (KK), JP20K04010 (KK), JP20H01904 (KK), JP22H00130 (KK), JP22H01265 (HU), JP19H01936 (TT), JP21H04493 (TT), JP20K14512 (KF), JP23H01211 (AB), JP22K03688 (TS), JP22K03671 (TS) y JP20H05639 (TS). DT está patrocinado por la beca postdoctoral Sherman Fairchild en el Instituto de Tecnología de California. TK está respaldado por el Programa de Investigadores Juniors de RIKEN.

Conflictos de interés:

Ninguna

Enlaces útiles:

Escuela de Graduados de Ciencias: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/en/ 

Departamento de Astronomía: https://www.astron.s.u-tokyo.ac.jp/en/ 

Centro de Investigación del Universo Temprano: https://www.resceu.s.u-tokyo.ac.jp/top_en.php 

Contactos de investigación:

Takatoshi Ko

Departamento de Astronomía,

Escuela de Graduados de Ciencias, 

Universidad de Tokio, 7-3-1 Hongo, 

Bunkyo-ku, Tokio, 113-0033, Japón 

Correo electrónico: ko-takatoshi@resceu.s.u-tokyo.ac.jp 

Profesor Toshikazu Shigeyama

Centro de Investigación del Universo Temprano

Escuela de Graduados de Ciencias, 

Universidad de Tokio, 7-3-1 Hongo, 

Bunkyo-ku, Tokio, 113-0033, Japón 

Correo electrónico: shigeyama@resceu.s.u-tokyo.ac.jp

Contacto de prensa:
Sra. Nicola Burghall (ella/ella)
Grupo de Relaciones Públicas, Universidad de Tokio,
7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokio 113-8654, Japón
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