La tasa de pérdida de masa aumenta drásticamente antes de la explosión de una rara supernova de tipo Ia: Estudio de China
Beijing, China, Asia.- Según nuevas observaciones, durante las décadas previas a la explosión de la rara y luminosa supernova de tipo Ia SN 2022erq, la tasa de pérdida de masa de su sistema progenitor aumentó drásticamente. Este hallazgo proporciona nuevas evidencias observacionales para comprender cómo evolucionan los sistemas progenitores de supernovas de tipo Ia durante sus etapas finales.
El estudio, dirigido por el Dr. ZHAI Qian de los Observatorios de Yunnan (YNAO) de la Academia China de Ciencias (CAS), fue publicado en The Astrophysical Journal .
SN 2022erq fue descubierta por el Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS). Poco después, el equipo de investigación realizó observaciones espectroscópicas con el Telescopio Lijiang de 2,4 m en los Observatorios de Yunnan y la identificó como una SN Ia-CSM, una supernova de tipo Ia que interactúa fuertemente con el material circunestelar (CSM). Estos eventos son extremadamente raros, representando solo alrededor del 0,1 % de todas las supernovas de tipo Ia.
Tras su identificación, el equipo coordinó observaciones con múltiples telescopios en todo el mundo y monitoreó continuamente SN 2022erq durante tres años. Mediante el análisis de los datos espectroscópicos y fotométricos, reconstruyeron la historia de pérdida de masa del sistema progenitor hasta la explosión.
Aproximadamente 60 años antes de la explosión, el sistema expulsaba material a un ritmo de aproximadamente 0,04 masas solares por año. En los últimos años previos a la explosión, ese ritmo se disparó hasta alcanzar aproximadamente 0,6 masas solares por año. El material expulsado se acumuló formando una enorme capa de gas con una masa total de aproximadamente tres masas solares, que se extendía a lo largo de unos 350 mil millones de kilómetros.
Estas observaciones ponen en entredicho los modelos teóricos existentes sobre los progenitores de supernovas de tipo Ia. Si bien los modelos convencionales actuales pueden generar cantidades modestas de material circunestelar, tienen dificultades para explicar simultáneamente la enorme masa del medio circunestelar y la extrema tasa de pérdida de masa observada en SN 2022erq.
Los investigadores sugieren que el progenitor probablemente fue un sistema binario cercano compuesto por una enana blanca y una compañera no degenerada de masa intermedia.
Poco antes de la explosión, el sistema pudo haber experimentado una fase evolutiva breve y violenta, como una evolución de envoltura común con intensa transferencia de masa, o la rápida fusión de la enana blanca con el núcleo de una compañera gigante. Esta fuerte interacción binaria podría explicar el marcado aumento en la pérdida de masa justo antes de la explosión. Las inusuales condiciones físicas requeridas también podrían explicar por qué las supernovas Ia con medio circunestelar son tan raras.
Según los investigadores, SN 2022erq proporciona un punto de referencia observacional de alta calidad para esta rara clase de supernovas, al tiempo que impone claras restricciones cuantitativas a los modelos teóricos.
En particular, las observaciones plantean una pregunta clave: ¿Qué vía evolutiva binaria puede expulsar varias masas solares de material en tan solo unas décadas antes de una explosión termonuclear? Responder a esta pregunta podría profundizar nuestra comprensión de los progenitores de supernovas de tipo Ia y de los procesos violentos que pueden experimentar los sistemas binarios durante sus etapas evolutivas finales antes de la explosión.
El estudio utilizó observaciones de más de una docena de telescopios de todo el mundo. Contó con el apoyo del Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China, el Programa Estratégico Prioritario de Investigación de la Academia China de Ciencias (CAS), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, los Proyectos Provinciales de Ciencia y Tecnología de Yunnan, el Programa «Talentos Xingdian» de Yunnan y el Centro Internacional de Supernovas (ICESUN).
