ALMA capta superfábrica de polvo en supernova
6 Enero, 2014 / Tiempo de lectura: 7 minutes
Las galaxias pueden contener mucho polvo cósmico que, en teoría, proviene en gran parte de las supernovas, principalmente del Universo temprano. Sin embargo, había pocas pruebas de que las supernovas eran capaces de generar todo el polvo presente en las galaxias más jóvenes y distantes.
Por primera vez en la historia, las impresionantes observaciones hechas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array(ALMA) revelaron los restos de una supernova llenos de polvo recién formado. De haber una cantidad suficiente de este polvo capaz de alcanzar el espacio interestelar sin desintegrarse, quedaría demostrado cómo muchas de las galaxias adquieren su apariencia opaca y polvorienta.
"Encontramos una considerable masa de polvo concentrada en el área central del material expulsado por una supernova cercana relativamente joven", señala el astrónomo Remy Indebetouw, del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) y de la Universidad de Virginia, ambos situados en Charlottesville. "Es la primera vez que logramos obtener imágenes del lugar donde se forma el polvo, un logro muy importante para comprender la evolución de las galaxias", indica.
Ilustración artística de la supernova 1987A revela las frías regiones interiores de los remanentes de la estrella que explotó (en rojo) donde fueron detectadas enormes cantidades de polvo gracias a ALMA. La región interior es contrastada con la el cascarón exterior (finos círculos blancos y azules), donde la energía de la supernova está colisionando con la envoltura de gas eyectado por la estrella previo a su potente detonación. Créditos: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF)
Estos resultados se han dado a conocer en la reunión que celebra la Sociedad Astronómica de Estados Unidos (AAS) en enero y se publicarán en la revista Astrophysical Journal Letters.
El equipo internacional de astrónomos usó ALMA para observar los restos de la supernova 1987A, ubicada en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana que orbita la Vía Láctea a cerca de 168.000 años-luz de la Tierra. La luz de esta supernova alcanzó la Tierra en 1987 —de ahí su nombre—, con lo cual 1987A es la supernova más cercana a la Tierra que se haya observado desde que Johannes Kepler observara una supernova situada dentro de la Vía Láctea en 1604.
Los astrónomos habían previsto que, a medida que el gas se enfriara después de la explosión, se formaría una gran cantidad de moléculas y polvo mediante la combinación de átomos de oxígeno, carbono y silicio en la fría área central del material remanente. Sin embargo, las primeras observaciones de 1987A hechas con telescopios infrarrojos, durante los primeros 500 días siguientes a la explosión, revelaron apenas una pequeña cantidad de polvo caliente.
Ahora, con la sensibilidad y el poder de resolución sin precedentes de ALMA, el equipo de investigación pudo obtener imágenes del abundante polvo frío que emite luz en las ondas milimétricas y submilimétricas. Los astrónomos calculan que el material remanente contiene cerca de un 25 % de la masa de nuestro Sol bajo la forma de polvo creado recientemente.
Imagen compuesta de la supernova 1987A. Los datos recabados por ALMA (en rojo) muestran el polvo recién formado en el centro del material remanente. Los datos de HST (en verde) y Chandra (en azul) muestran la onda expansiva. Créditos: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF); NASA Hubble; NASA Chandra.
Asimismo, descubrieron la formación de cantidades considerables de monóxido de carbono y monóxido de silicio. "El remanente de 1987A es un objeto especial porque no se ha mezclado con el entorno, así que todo lo que vemos se formó allí mismo", afirma Indebetouw. "Los nuevos resultados obtenidos con ALMA —los primeros de su tipo— revelan un remanente de supernova lleno de material que simplemente no existía hace algunos decenios" , agrega.
Dicho esto, las supernovas pueden generar pero también destruir los granos de polvo.
Con la irradiación de las ondas de la explosión inicial hacia el espacio se formaron brillantes anillos de materia captados durante observaciones realizadas anteriormente con el telescopio espacial Hubble. Tras alcanzar este envoltorio de gas, que se había desprendido de la estrella roja gigante al acercarse al fin de su vida, una parte de esta potente explosión rebotó y emprendió su regreso hacia el centro del material remanente. "En algún momento, esta onda en retracción chocará con estos cúmulos nebulosos de polvo recién formado" —explica Indebetouw—. "En ese momento, es probable que una parte del polvo se desintegre. Es difícil predecir cuánto, quizá sea solo un poco, o quizá la mitad o dos tercios" , Si una buena parte sobrevive y llega al espacio interestelar, se tendría una explicación a las grandes cantidades de polvo que los astrónomos detectan en el Universo temprano.
"Las galaxias muy jóvenes son increíblemente polvorientas, y ese polvo desempeña un papel fundamental en su evolución", afirma Mikako Matsuura, de la University College London. "Hoy sabemos que el polvo se genera de distintas formas, pero en el Universo temprano gran parte tiene que haber provenido de supernovas. Por fin tenemos pruebas directas que respaldan esta teoría".
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Información adicional
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán (MOST), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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