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Así como los psicólogos y detectives intentan "perfilar" a los asesinos en serie y otros delincuentes, los astrónomos están tratando de determinar qué tipo de sistema estelar explotará como una supernova. Pero existe el potencial de aprender mucho en astronomía y cosmología al teorizar sobre posibles explosiones estelares. En la reunión de la Sociedad Astronómica Americana la semana pasada, el profesor Bradley E. Schaefer de la Universidad Estatal de Louisiana, Baton Rouge, discutió cómo buscar en los archivos astronómicos antiguos puede producir una ciencia única y de primera línea sobre las supernovas, así como proporcionar información sobre la energía oscura. formas que ninguna combinación de telescopios modernos puede proporcionar. Además, Schaefer dijo que los astrónomos aficionados también pueden ayudar en la búsqueda.
Schaefer ha estado estudiando datos archivados desde 1890. “Los datos de archivo son la única forma de ver el comportamiento a largo plazo de las estrellas, a menos que desee vigilar todas las noches durante el próximo siglo, y esto es fundamental para muchas preguntas de astronomía de primera línea. ," él dijo.
La pregunta principal que Schaefer está tratando de responder es qué estrellas son progenitoras de las supernovas de tipo Ia. Los astrónomos han estado tratando de rastrear este misterio durante más de 40 años.
Las supernovas de tipo Ia son notablemente brillantes pero también notablemente uniformes en su brillo y, por lo tanto, son consideradas como las mejores "velas estándar" astronómicas para la medición a través de distancias cosmológicas. Las supernovas de tipo Ia también son clave para la búsqueda de energía oscura. Estas explosiones se han utilizado como marcadores de distancia para medir qué tan rápido se está expandiendo el Universo.
Sin embargo, un problema potencial es que las supernovas distantes pueden ser diferentes de los eventos cercanos, lo que confunde las medidas. Schaefer dijo que la única forma de resolver este problema es identificar el tipo de estrellas que explotan como supernovas de Tipo Ia para poder calcular las correcciones. "Los próximos programas de cosmética de supernovas con grandes sumas de dinero requieren la respuesta a este problema para que puedan lograr su objetivo de cosmología de precisión", dijo Schaefer.
Se han propuesto muchos tipos de sistemas estelares como las posibles supernovas, como los binarios de doble enana blanca que no se descubrieron hasta 1988 y las estrellas simbióticas que son muy raras. Pero el progenitor más prometedor son las novas recurrentes (RN), que generalmente son sistemas binarios con materia que fluye de una estrella compañera a una enana blanca. La materia se acumula en la superficie de la enana blanca hasta que la presión se eleva lo suficiente como para desencadenar una reacción termonuclear (como una bomba H). Los RN pueden tener múltiples erupciones cada siglo (a diferencia de las novas clásicas que solo tienen una erupción observada).
Para responder a la pregunta de si RN son progenitores de supernova, Schaefer realizó una investigación exhaustiva para obtener períodos orbitales de RN, tasas de acreción, fechas de explosión, curvas de luz de erupción y las magnitudes promedio entre explosiones.
Una gran pregunta era si había suficientes ocurrencias de RN para suministrar la tasa observada de supernovas. Otra pregunta era si la propia erupción de nova expulsa más material del que se acumula entre las erupciones, por lo que la enana blanca no estaría ganando masa.
Al mirar las viejas fotos del cielo, pudo contar todas las erupciones descubiertas y medir la frecuencia de las erupciones RN desde 1890. También pudo medir la masa expulsada durante una erupción midiendo los tiempos de eclipse en las fotos archivadas, y luego mirando El cambio en el período orbital a través de una erupción.
Al hacerlo, Schaefer pudo responder ambas preguntas: hubo suficientes ocurrencias de RN para proporcionar fuentes para la tasa de supernovas de Tipo Ia observada. "Con 10,000 novas recurrentes en nuestra Vía Láctea, sus números son lo suficientemente altos como para dar cuenta de todas las supernovas de Tipo Ia", dijo.
También descubrió que la masa de la enana blanca está aumentando y su colapso ocurrirá dentro de un millón de años más o menos, y causará una supernova Tipo Ia.
Schaefer concluyó que aproximadamente un tercio de todas las "novas clásicas" son realmente RNe con dos o más erupciones en el siglo pasado.
Con este conocimiento, los teóricos astronómicos ahora pueden realizar los cálculos para hacer correcciones sutiles en el uso de supernovas para medir la expansión del Universo, lo que puede ayudar a la búsqueda de energía oscura.
Un resultado importante de esta búsqueda de archivos es la predicción de un RN que entrará en erupción en cualquier momento. Un RN llamado U Scorpii (U Sco) está listo para “explotar”, y ya se ha formado una gran colaboración mundial (denominada 'USCO2009') para hacer observaciones concentradas (en rayos X, ultravioleta, óptico e infrarrojo) de las longitudes de onda El próximo evento. Esta es la primera vez que una predicción segura identifica qué estrella se convertirá en nova y en qué año explotará.
Durante esta búsqueda, Schaefer también descubrió un nuevo RN (V2487 Oph), seis nuevas erupciones, cinco períodos orbitales y dos misteriosas gotas repentinas de brillo durante las erupciones.
Otro descubrimiento es que la eficiencia del descubrimiento de nova es "horriblemente baja", dijo Schaefer, siendo típicamente del 4%. Es decir, solo se ven 1 de 25 novas. Schaefer dijo que esta es una oportunidad obvia para que los astrónomos aficionados usen cámaras digitales para monitorear el cielo y descubrir todas las erupciones que faltan.
Schaefer utilizó archivos de todo el mundo, siendo los dos archivos principales el Harvard College Observatory en Boston, Massachusetts y en la sede de la Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO) en Cambridge, Massachusetts. Harvard tiene una colección de medio millón de fotos antiguas del cielo que cubren todo el cielo con 1000-3000 imágenes de cada estrella que se remontan a 1890. El AAVSO es el centro de intercambio de innumerables medidas de brillo de estrellas por miles de aficionados en todo el mundo desde 1911 hasta presente.
Fuente: Louisiana State University, conferencia de prensa de la reunión de AAS
