- Título: Gone without a bang: An archival HST survey for disappearing massive stars
- Autores: Thomas Reynolds, Morgan Fraser, Gerard Gilmore.
- Institución del primer autor: University of Cambridge, Reino Unido.
- Estado: enviado a MNRAS.
- Astrobite original: Gone without a bang, por Ashley Villar.
Es bien sabido que una estrella con diez veces la masa del Sol termina su vida en una supernova, dejando atrás una estrella de neutrones. Se sabe también que estrellas colosales, aquéllas con más de 40 veces la masa del Sol, también explotan como supernovas, dando lugar a agujeros negros. Pero, ¿cuál es el destino de estrellas de masas intermedias? Uno podría pensar que también explotarían en forma de supernovas, siguiendo el ejemplo de sus hermanas. Sin embargo, muchas de estas estrellas pueden terminar sus vidas como agujero negros, pero ahorrándose los fuegos de artificio de las supernovas. ¿Cómo es esto posible?
Las supernovas de colapso nuclear (“core-collapse”) normalmente explotan cuando el núcleo de hierro de una estrella masiva alcanza la masa de Chandrasekhar y ya no puede sobreponerse a su propia fuerza gravitatoria. El núcleo entonces colapsa hasta que alcanza la densidad de un núcleo atómico, equivalente a cinco mil millones de toneladas en el volumen de una cucharada. En este momento, el material que está cayendo rebota hacia el exterior, produciendo una onda de choque que empuja las capas exteriores de la estrella con la ayuda de la emisión de neutrinos, produciendo una supernova. Sin embargo, este último paso puede fallar. Si la energía que provee la onda de choque no es suficiente, ésta puede detenerse antes de emerger de la estrella. Cuando esto sucede, el agujero negro que se forma en el núcleo de la estrella simplemente la consume antes de que una explosión pueda ocurrir. Simplemente, la estrella desaparece sin dejar rastro.
Quizás. La teoría predice que la estrella brillará, roja, en forma prolongada pero transitoria con una luminosidad 10.000 veces menor a la de una supernova. Sin embargo, este tipo de fenómeno no ha sido observado jamás. Esto es particularmente extraño, ya que se espera que alrededor de un tercio de todos los colapsos nucleares terminen en una “supernova fallida”. Existe evidencia indirecta: es posible que las supergigantes rojas, con más de 15 masas solares, terminen su vida como supernovas fallidas. Después de todo, por qué no hemos observado a ninguna de ellas explotar como supernovas? Se ha dado en llamar a este interrogante el “Problema de las Supergigantes Rojas”.

Fig. 1: Imagen de HST de las galaxias Antenna (NGC 4038/4039) superpuesta sobre una imagen tomada desde la Tierra por un telescopio de CTIO. Esta imagen muestra tres tomas de Antenna por HST durante 1996, 2004 y 2010. [Figura 2 de Reynolds et al. 2015.]

Fig. 2: Curva de luz (magnitud en función del tiempo) de una posible supernova fallida en Light NGC3021. El candidato claramente pierde luminosidad en las últimas dos observaciones, pero no se sabe si ha desaparecido completamente. [Figura 6 de Reynolds et al. 2015]
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