JWST espía pistas de una estrella de neutrones dejada por la supernova 1987A

Dentro de la nube de polvo dejada por la supernova 1987A, la explosión estelar más famosa en la historia moderna, los astrónomos han encontrado evidencia convincente de una estrella de neutrones buscada durante mucho tiempo.

El telescopio espacial James Webb de la NASA ha avistado indicios indirectos de una fuente de rayos X poderosa, probablemente algún tipo de estrella de neutrones, proveniente del núcleo de los restos de la supernova, informan los investigadores el 22 de febrero en la revista Science. Los hallazgos forman parte de una búsqueda de 37 años para determinar qué sucedió después de la supernova más cercana en casi 400 años y podrían proporcionar información sobre cómo se comporta una estrella de neutrones unas décadas después de su nacimiento.

“La supernova 1987A es realmente un laboratorio único para estudiar supernovas”, dijo el astrónomo Patrick Kavanagh el 17 de febrero en una conferencia de prensa en la reunión de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia en Denver. Es “un regalo que sigue dando, con nuevas observaciones que continuamente producen nuevos descubrimientos”, dijo Kavanagh, de la Universidad de Maynooth en Irlanda.

El 23 de febrero de 1987, telescopios de todo el mundo tuvieron una vista de primera fila de una espectacular supernova en la Nube de Magallanes Grande, una galaxia compañera de la Vía Láctea. Tales explosiones ocurren cuando una estrella con al menos ocho veces la masa del sol muere. Situada a la cercana distancia astronómica de 160,000 años luz, la supernova 1987A, como llegaría a conocerse, fue visible a simple vista en el cielo nocturno durante meses después. La explosión enérgica generó tremendas cantidades de neutrinos, algunos de los cuales terminaron en detectores en la Tierra. Fue la primera vez que se veían tales partículas fantasmales provenientes más allá del sistema solar.

Desde entonces, los científicos se han preguntado si el núcleo de hierro de la estrella supergigante azul que llevó a la 1987A colapsó en una estrella de neutrones ultradenso o se redujo completamente a un agujero negro. El hecho de que los neutrinos escaparon del evento favorece la posibilidad de la estrella de neutrones, pero lo que quedó detrás aún no ha sido avistado. En parte, esto se debe a que las capas exteriores originales de la estrella, que ahora viajan lejos de la explosión a 10,000 kilómetros por segundo, crean una espesa neblina de polvo que oculta el área.

La luz infrarroja viaja a través del polvo más fácilmente que otras longitudes de onda. Por lo tanto, los ojos infrarrojos del telescopio espacial James Webb, o JWST, son ideales para mirar dentro de la nube que rodea la 1987A. Con el JWST, Kavanagh y sus colegas capturaron luz que contenía firmas que indican la presencia de argón y azufre en la región central polvorienta. Reveladoramente, estos elementos habían sido ionizados, lo que significa que algunos de sus electrones habían sido arrancados.

“Necesitas una fuente de [rayos X] de alta energía para crear estos iones”, dice el coautor Claes Fransson, un astrónomo de la Universidad de Estocolmo. “La pregunta es: ‘¿Qué está dando lugar a esta ionización?’”

El equipo cree que hay dos posibilidades. La supernova 1987A podría haber dejado atrás un púlsar, una estrella de neutrones altamente magnetizada que genera potentes haces de radiación, similar al que se encuentra en la Nebulosa del Cangrejo, el remanente de una supernova de casi 1,000 años (SN: 5/23/22). Alternativamente, los rayos X podrían provenir de una estrella de neutrones ordinaria, cuya superficie recién nacida brillaría a un millón de grados Celsius.

“Estas son algunas de las pruebas indirectas más sólidas que sugieren la presencia de una estrella de neutrones”, dice Aravind Pazhayath Ravi, un astrofísico de la Universidad de California, Davis, que no estuvo involucrado en el trabajo. Aunque aún no es una detección directa, complementa datos previos recopilados por instrumentos como el Gran Conjunto Milimétrico/submilimétrico de Atacama, dice.

Si los investigadores pueden capturar directamente luz de la estrella de neutrones, podrán comparar estrellas de neutrones más antiguas en otros lugares del cosmos con una vista poco después de su nacimiento, lo que dará a los astrónomos información sobre la estructura interna de tales objetos exóticos. Para eso, es probable que las nubes que rodean el remanente de la 1987A tengan que adelgazarse un poco más, un evento esperado en aproximadamente los próximos 10 años, dice Ravi.

“Eventualmente sucederá que tendremos la fotografía de la estrella de neutrones recién nacida más joven jamás observada”, dice.