La muerte de una estrella masiva en una galaxia lejana hace 10 billones de años creó una supernova superluminosa rara que los astrónomos dicen que es una de las más lejanas jamás descubiertas.
La flecha amarilla marca la supernova superluminosa DES15E2mlf en esta imagen de falso color del campo circundante. Crédito: observadores: D. Gerdes y S. Jouvel
La explosión brillante, más de tres veces tan brillante como las 100 mil millones de estrellas combinadas de nuestra galaxia Vía Láctea, ocurrió alrededor de 3.5 billones de años después del Big Bang en un período conocido como "alto mediodía cósmico", cuando la tasa de formación estelar en el universo alcanzó su punto álgido.
Las supernovas superluminosas son de 10 a 100 veces más brillante que una supernova típica resultante del colapso de una estrella masiva.
Las supernovas son importantes en la evolución de las galaxias porque sus explosiones enriquecen el gas interestelar del que se forman nuevas estrellas con elementos más pesados que el helio (que los astrónomos llaman "metales").
La supernova conocida como DES15E2mlf es inusual incluso entre el pequeño número de supernovas superluminosas que los astrónomos han detectado hasta ahora.
Las observaciones anteriores de supernovas superluminosas encontraron que típicamente residen en galaxias de poca masa o enanas, que tienden a ser menos enriquecidas en metales que galaxias más masivas.
Pero los astrónomos todavía no saben exactamente qué tipos de estrellas dan lugar a tan extrema luminosidad o qué procesos físicos están involucrados.
Fue detectada inicialmente en noviembre del 2015 por la Dark Energy Survey (DES) colaboración utilizando el telescopio blanco de 4 metros en el Cerro Tololo Inter-American Observatory en Chile.
Las observaciones de seguimiento para medir la distancia y obtener espectros detallados de la supernova se realizaron con el Gemini Multi-Object Spectrograph en el telescopio Gemini South de 8 metros.
La investigación fue dirigida por los astrónomos de la UC Santa Cruz Yen-Chen Pan y Ryan Foley como parte de un equipo internacional de colaboradores de DES.
Las nuevas observaciones pueden proporcionar pistas de la naturaleza de las estrellas y las galaxias durante la formación pico de estrellas.
La supernova conocida como DES15E2mlf es inusual incluso entre el pequeño número de supernovas superluminosas que los astrónomos han detectado hasta ahora.
Las observaciones anteriores de supernovas superluminosas encontraron que típicamente residen en galaxias de poca masa o enanas, que tienden a ser menos enriquecidas en metales que galaxias más masivas.
Pero los astrónomos todavía no saben exactamente qué tipos de estrellas dan lugar a tan extrema luminosidad o qué procesos físicos están involucrados.
Fue detectada inicialmente en noviembre del 2015 por la Dark Energy Survey (DES) colaboración utilizando el telescopio blanco de 4 metros en el Cerro Tololo Inter-American Observatory en Chile.
Las observaciones de seguimiento para medir la distancia y obtener espectros detallados de la supernova se realizaron con el Gemini Multi-Object Spectrograph en el telescopio Gemini South de 8 metros.
La investigación fue dirigida por los astrónomos de la UC Santa Cruz Yen-Chen Pan y Ryan Foley como parte de un equipo internacional de colaboradores de DES.
Las nuevas observaciones pueden proporcionar pistas de la naturaleza de las estrellas y las galaxias durante la formación pico de estrellas.
"Es importante saber que las estrellas muy masivas estaban explotando en ese momento", dijo Foley, un profesor asistente de Astronomía y Astrofísica en la UC Santa Cruz.
"Lo que realmente queremos saber es la tasa relativa de supernovas superluminosas a las supernovas normales, pero todavía no podemos hacer esa comparación porque las supernovas normales son demasiado débiles para verlas a esa distancia."
"Así que no sabemos si esta supernova atípica nos está diciendo algo especial sobre esa época hace 10 billones de años".
Sin embargo, la galaxia anfitriona de DES15E2mlf, es una galaxia bastante masiva y de aspecto normal.
"La idea actual es que un ambiente de bajo metal es importante en la creación de supernovas superluminosas," y es por eso que tienden a ocurrir en las galaxias de baja masa, pero DES15E2mlf se encuentra en una galaxia relativamente masiva en comparación con la típica galaxia anfitriona de supernovas superluminosas", dijo Pan, un investigador posdoctoral en la UC Santa Cruz y primer autor del escrito."
Foley explicó que las estrellas con menos elementos pesados conservan una fracción mayor de su masa cuando mueren, lo que puede causar una explosión mayor cuando la estrella agota su suministro de combustible y colapsa.
"Sabemos que lo metálico afecta la vida de una estrella y cómo muere, así que encontrar esta supernova superluminosa en una galaxia de mayor masa va en contra del pensamiento actual", dijo Foley.
Los investigadores reportaron sus hallazgos en un artículo publicado ayer 21 de julio en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.