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Imágenes de las explosivas consecuencias de la colisión de dos estrellas moribundas podrían confirmar finalmente la identidad de una estrella brillante pero de corta vida observada hace casi 850 años.
Robert Fesen, catedrático de Física y Astronomía en Darmouth College, captó imágenes telescópicas que muestran un estallido de finos filamentos como fuegos artificiales que irradian de una estrella muy poco común en el centro de un objeto llamado Pa 30, según los resultados que anunció en la 241ª Reunión de la Sociedad Astronómica Americana y remitidos a The Astrophysical Journal Letters para su publicación.
Pa 30 es una densa región de gas iluminado, polvo y otras materias conocida como nebulosa. Fesen y sus coautores informan de que Pa 30 parece contener poco o nada de hidrógeno y helio, pero en cambio es rica en los elementos azufre y argón.
La inusual estructura y características de la nebulosa coinciden con el resultado previsto de una colisión entre estrellas en fase terminal conocidas como enanas blancas, según Fesen. Las enanas blancas son estrellas débiles y extremadamente densas del tamaño de la Tierra que contienen la masa del Sol. La fusión de dos enanas blancas es una de las explicaciones propuestas para una subclase de supernovas -o explosiones estelares- denominadas eventos Iax, en los que la estrella no se destruye por completo, explicó Fesen.
"Nunca he visto ningún objeto -y, desde luego, ningún resto de supernova en la Vía Láctea- que se parezca a esto, ni tampoco ninguno de mis colegas", afirma Fesen en un comunicado. "Este remanente permitirá a los astrónomos estudiar un tipo de supernova especialmente interesante que hasta ahora sólo podían investigar a partir de modelos teóricos y ejemplos en galaxias lejanas".
El tamaño de Pa 30 y la velocidad a la que se expande -unos 3,5 millones de kilómetros por hora- sugieren que la colisión explosiva se produjo en torno al año 1181, informan los investigadores. Esto coincide con las observaciones realizadas por astrónomos chinos y japoneses en esa época de una estrella muy brillante que apareció de repente en la constelación de Casiopea y fue visible durante unos seis meses mientras se desvanecía lentamente. Estas estrellas fugaces se conocen como "estrellas invitadas".
Las imágenes que Fesen captó de la estructura y luminosidad de la nebulosa no sólo proporcionan la estimación más precisa hasta ahora de su edad, sino que también podrían permitir a los astrónomos refinar los modelos existentes de fusiones de enanas blancas. Pa 30 fue descubierta en 2013 por la coautora y astrónoma aficionada Dana Patchick, pero hasta ahora, las imágenes de la nebulosa solo habían mostrado un objeto extremadamente débil y difuso, dijo Fesen.
"Nuestras imágenes más profundas muestran que Pa 30 no solo es hermosa, sino que ahora que podemos ver la verdadera estructura de la nebulosa, podemos investigar su composición química y cómo la estrella central generó su notable apariencia, y luego comparar estas propiedades con las predicciones de modelos específicos de fusiones de enanas blancas raras", dijo Fesen.
Fesen tomó las imágenes de Pa 30 a finales de 2022 utilizando el telescopio Hiltner de 2,4 metros en el Observatorio MDM -que Dartmouth posee y opera con otras cuatro universidades- adyacente al Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona. Fesen equipó el telescopio con un filtro óptico sensible a una línea de emisión particular del azufre. Capturó Pa 30 en tres exposiciones de 2.000 segundos bajo cielos muy despejados y tomó datos adicionales sobre la estructura, el tamaño y la velocidad de la nebulosa.
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