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Desde explosiones -algunas tan débiles que apenas son visibles a otras que brillan tanto que se ven durante meses o años-, pasando por colisiones o canibalismo, la variedad de las supernovas en el espacio profundo es sorprendentemente rica.
Una colaboración internacional de astrofísicos ha captado y documentado cerca de 4.000 supernovas de tipo Ia (explosiones de estrellas enanas blancas al final de su vida).
Los resultados del estudio, dirigido por Caltech y en el que han participado numerosas instituciones europeas, entre ellas el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), se detallan este viernes en una veintena de artículos publicados en un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics.
La investigación, que recopila datos únicos de 3.628 supernovas de tipo Ia, es mucho mayor que otras muestras similares anteriores y ha permitido avances cruciales en la comprensión de cómo explotan estas enanas blancas.
Entre otras cuestiones, los autores creen que los datos podrían servir para medir con mayor precisión las distancias en el Universo y para profundizar en el conocimiento de la ‘energía oscura’, la misteriosa fuerza responsable de la expansión acelerada del Universo.
La muestra fue obtenida por la cámara Zwicky Transient Facility (ZTF), instalada en el telescopio Samuel Oschin del Observatorio Palomar, en Estados Unidos, que escanea diariamente el cielo del hemisferio norte en tres bandas ópticas con una sensibilidad única.
Y aunque las supernovas de tipo Ia son poco frecuentes -suceden una vez cada mil años en una galaxia típica aproximadamente-, la profundidad y la estrategia de cartografiado de ZTF ha permitido detectar casi cuatro por noche.
“Gracias a la capacidad única de ZTF para escanear el cielo con rapidez y profundidad, ha sido posible descubrir nuevas explosiones de estrellas hasta un millón de veces más débiles que las estrellas más tenues visibles a simple vista”, avanza Kate Maguire, del Trinity College de Dublín y una de las investigadoras del equipo ZTF.
Además, esta es la primera vez que los astrofísicos tienen acceso a un conjunto de datos tan amplio y homogéneo.
“Los últimos cinco años, un grupo de treinta expertos de todo el mundo ha recopilado, compilado, reunido y analizado estos datos. Ahora los ponemos a disposición de toda la comunidad”, subraya Mickael Rigault, investigador del Institut des deux Infinis de Lyon y líder del grupo de trabajo de Ciencia Cosmológica del ZTF.
“La muestra es tan única en términos de tamaño y homogeneidad que esperamos que tenga un impacto significativo en el campo de la cosmología de supernovas y que conduzca a muchos nuevos descubrimientos adicionales, además de los resultados que ya hemos publicado”, asegura el investigador.
La física fundamental del universo
“La uniformidad de este conjunto de datos establece un nuevo estándar para las observaciones de supernovas cercanas, superando a todas las recopiladas en las últimas décadas”, detalla Lluís Galbany, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y miembro del grupo de Cosmología del ZTF.
La muestra “servirá como referencia para futuros estudios de supernovas de alto corrimiento al rojo, incluidos los de proyectos de nueva generación como el Legacy Survey of Space and Time y el Roman Space Telescope, acercándonos a la comprensión de la verdadera naturaleza de la energía oscura que impulsa la expansión acelerada del universo”, afirma.
Uno de los resultados clave de los estudios publicados ha sido descubrir que existen múltiples y exóticas formas de explosión de las enanas blancas, desde colisiones de dos estrellas en espectáculos estelares luminosos, al canibalismo entre estrellas de sistemas estelares dobles.
Esta sorprendente diversidad puede tener implicaciones para el uso de estas supernovas para medir distancias en el Universo, ya que las restricciones sobre las propiedades de la energía oscura exigen que estas explosiones puedan normalizarse, explica el estudio.
“La diversidad de formas en que las estrellas enanas blancas pueden estallar es mucho mayor de lo que se esperaba, lo que da lugar a explosiones que van desde ser tan débiles que apenas son visibles a otras que son lo suficientemente brillantes como para verlas durante muchos meses o años después”, concluye Maguire, del Trinity College.