NS 1987A

SN 1987A  es una supernova que explotó en las afueras de la Nebulosa de la Tarántula en la Gran Nube de Magallanes , una galaxia satélite enana de la Vía Láctea , aproximadamente a 51,4 kiloparsecs (168 mil años luz ) de la Tierra [3] . La luz del flash llegó a la Tierra el 23 de febrero de 1987 [4] :22 [5] :197 . Debido a que fue la primera supernova observada en 1987, se le dio el nombre de SN 1987A.

En su punto máximo, alcanzado en mayo de 1987, era visible a simple vista, con una magnitud aparente máxima de +3 [6] :185 . Esta es la supernova más cercana observada desde la invención del telescopio [7] .

Estrella precursora y bengala

La supernova SN 1987A fue descubierta por el astrónomo canadiense Ian Shelton usando el astrógrafo de 25 cm del Observatorio Las Campanas [6] :182 , y la primera fotografía fue tomada por McNaught el 23 de febrero a las 10:35 [4] :22 . Durante la primera década posterior al estallido, la luminosidad de SN 1987A disminuyó y luego aumentó hasta un máximo durante casi tres meses [5] :197 . La estrella precursora de SN 1987A fue la supergigante azul Sanduleak −69° 202 [8] con una masa de unas 17 masas solares, que todavía está presente en el Cape Photographic Survey de 1896–1900. [6] :183 Basándose en la emisión de radio registrada en las dos primeras semanas de la llamarada, los radioastrónomos descubrieron que el gas que rodeaba a la estrella correspondía en densidad y velocidad al viento estelar de una supergigante azul. Al mismo tiempo, la radiación ultravioleta , registrada en mayo de 1987 por el satélite IUE , correspondía en espectro a un gas de mayor densidad y menor velocidad, situado más lejos de la estrella progenitora. En base al análisis, se concluyó que este gas correspondía al viento estelar de una supergigante roja que soplaba miles de años antes del estallido, es decir, que la estrella precursora era en ese momento una supergigante roja, pero luego se transformó en una supergigante azul. [4] :29 .

El estallido requirió una revisión de algunas disposiciones de la teoría de la evolución estelar , ya que se creía que casi exclusivamente las supergigantes rojas y las estrellas Wolf-Rayet podían estallar como supernovas [6] :184 .

SN 1987A es una supernova de tipo II formada en la etapa final a partir de estrellas masivas únicas, como lo demuestran las líneas de hidrógeno que ya se encuentran en los espectros más tempranos de esta supernova, ya que el hidrógeno y el helio son los elementos principales de la capa de las supernovas de tipo II [ 4] :23-24 .

Explosión de neutrinos

A las 2:52 UT del 23 de febrero , el detector de neutrinos LSD soviético-italiano bajo el Mont Blanc registró 5 eventos desencadenados por neutrinos ; tales efectos se deben a coincidencias aleatorias que el fondo puede crear solo una vez cada dos años [6] :192 . 5 horas después, a las 7:35 UT del 23 de febrero (aproximadamente 3 horas antes de la primera detección de una supernova en una placa fotográfica) , los observatorios de neutrinos Kamiokande II , IMB y Baksan registraron un estallido de neutrinos que duró menos de 13 segundos, y la dirección se determinó a partir de los datos de Kamiokande II, que coincidieron con la dirección de la Gran Nube de Magallanes con una precisión de unos 20 grados [6] :191 . Aunque solo se registraron 24 neutrinos y antineutrinos durante este tiempo, esto superó significativamente el fondo. Los eventos de neutrinos registrados se convirtieron en el primer (y para 2017, el único) caso de registro de neutrinos de una explosión de supernova. De acuerdo con los conceptos modernos, la energía de los neutrinos es aproximadamente el 99% de la energía total liberada durante una llamarada. En total, se liberaron unos 10 58 neutrinos con una energía total de unos 10 46 julios [6] :189 (~100 Foe ). Un estallido de neutrinos, que se llevó la mayor parte de la energía gravitacional, atestiguó el colapso del núcleo de la estrella precursora y la formación de una estrella de neutrones en su lugar [4] : 26-27

Los neutrinos y los antineutrinos llegaron a la Tierra casi simultáneamente, lo que confirmó la teoría generalmente aceptada de que las fuerzas gravitatorias actúan sobre la materia y la antimateria de la misma manera.

La energía térmica de la materia en expansión de la envoltura de la supernova no es suficiente para explicar la duración de su estallido, que duró varios meses. En la última etapa, la supernova brilló debido a la energía de la desintegración radiactiva del níquel-56 (vida media de 6 días ) con la formación de cobalto-56 y la subsiguiente desintegración del cobalto-56 (vida media de 77,3 días ) con la formación de hierro-56 estable [9] . Al llevarse la mayor parte de la energía de desintegración, los cuantos gamma , al ser dispersados ​​por la capa, también dieron lugar a la radiación de rayos X duros de la supernova [4] :25-27 .

El 10 de agosto de 1987, el observatorio Rentgen en el módulo Kvant-1 detectó la emisión de rayos X duros de SN 1987A [6] :195 y se obtuvieron espectros de emisión de banda ancha ( ~1-1000 keV ) de esta supernova [10] . El satélite Ginga también registró un flujo en el rango de 20-300 keV desde SN 1987A [6] :195 . La radiación gamma de una supernova fue registrada en agosto-noviembre de 1987 por el satélite SMM [4] :26 .

Eco de luz

En febrero de 1988, el eco de luz de la supernova SN 1987A fue detectado en el Observatorio Europeo Austral . Consistía en dos anillos concéntricos alrededor del sitio de la explosión de la supernova, que fueron creados por la luz dispersada en las nubes de gas y polvo emitidas por la supernova durante la explosión [4] :29 .

Un estudio publicado en junio de 2015, utilizando imágenes del Telescopio Espacial Hubble y el Very Large Telescope tomadas entre 1994 y 2014, muestra que los cúmulos de materia brillante que forman los anillos están desapareciendo. Se prevé que los anillos desaparezcan entre 2020 y 2030 [11] .

Remanente de supernova

El resto de SN 1987A es objeto de un estudio detenido. Una característica especial de la supernova son dos anillos tenues ubicados simétricamente descubiertos en 1994 , formados durante la fusión de dos estrellas [12] [13] .

Alrededor de 2001, el material generado por la explosión y expandiéndose a una velocidad de más de 7000 km/s, llegó al anillo interior. Esto hizo que este último se calentara y generara rayos X, cuyo flujo desde el anillo se triplicó entre 2001 y 2009. La fracción de rayos X absorbida por la materia densa cercana al centro es responsable del aumento comparable en el flujo aparente del remanente de supernova de 2001 a 2009. Este aumento en el brillo del remanente invirtió el proceso observado antes de 2001, cuando el flujo en el rango visible disminuyó debido a la desintegración del isótopo titanio-44 [14] .

Los astrónomos predijeron que a medida que el gas se enfriaba después de la explosión, los átomos de oxígeno , carbono y silicio en las partes frías y centrales del remanente se unirían para formar grandes cantidades de moléculas y polvo. Sin embargo, las observaciones de SN 1987A con telescopios infrarrojos durante los primeros 500 días posteriores a la explosión revelaron solo pequeñas cantidades de polvo caliente. El 6 de enero de 2014, se informó que el proyecto ALMA detectó cantidades mucho mayores de polvo frío, que brillaba intensamente en rangos milimétricos y submilimétricos. Los astrónomos estimaron que en ese momento el remanente de supernova contenía una cuarta parte de la masa solar del polvo recién formado , y que casi todo el carbono liberado por la explosión estaba incluido en el polvo; también encontraron cantidades significativas de dióxido de carbono y monóxido de silicio [15] [16] .

En 2019, al analizar los datos del telescopio ALMA obtenidos en 2015, los científicos descubrieron en el sistema SN 1987A un parche de polvo y gas con una temperatura alta en relación con el entorno (aunque una mayor densidad, y no la temperatura de este parche, no puede descartarse por completo), lo que dio lugar a la afirmación de los autores del estudio en un artículo publicado sobre una probable fuente compacta, y en una declaración pública sobre una estrella de neutrones escondida detrás del polvo y calentándolo [17] [18] .

Notas

1. ↑ Hubble encuentra una estructura de anillo misteriosa alrededor de la supernova 1987a , HubbleSite  ( 19 de mayo de 1994). Archivado desde el original el 27 de abril de 2015. Consultado el 27 de abril de 2015.
2. ↑ Lyman, JD; Bersier, D.; James, PA Correcciones bolométricas para curvas de luz óptica de supernovas con colapso del núcleo  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista  . - Prensa de la Universidad de Oxford , 2013. - Vol. 437 , núm. 4 . - Pág. 3848 . -doi : 10.1093 / mnras/stt2187 . - . - arXiv : 1311.1946 .
3. ↑ 1 2 3 SN1987A en la Gran Nube de Magallanes (enlace no disponible) . Proyecto Herencia Hubble . Fecha de acceso: 25 de julio de 2006. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016. (indefinido) 
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Chugai N. N. Supernova en la Gran Nube de Magallanes // La Tierra y el Universo . - M. : Nauka , 1989. - Nº 2 . - S. 22-30 .
5. ↑ 1 2 Mustel E.R. , Chugai N.N. Supernovas como las vemos // Science and Humanity , 1988 / Ed., Pred. A. A. Logunov . - M .: Saber , 1988. - S. 187-197 .
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Efremov Yu. N., Shakura N. I. Supernova 1987 A en la Gran Nube de Magallanes // Calendario astronómico para 1989: Libro de referencia. - M. : Nauka , 1988. - S. 181-195 . — ISSN 0132-4063 .
7. ↑ La supernova más cercana G1.9 + 0.3 , descubierta en 1985 a partir de su remanente y, según los científicos, estalló alrededor de 1868, no se observó en ese momento.
8. ↑ Sk −69° 202 Archivado el 7 de febrero de 2016 en Wayback Machine en SIMBAD
9. ↑ Módulo astrofísico "Quantum" // Ciencia y humanidad , 1989 / Consejo editorial, pred. A. A. Logunov . - M. : Saber , 1989. - S. 299-301 .
10. ↑ Descubrimiento de la emisión de rayos X duros de la supernova 1987A [1] con predicciones teóricas del espectro de emisión de la supernova [2]
11. ↑ Liz Kruesi. La supernova apreciada por los astrónomos comienza a desaparecer de la vista . Nuevo Científico . Consultado el 13 de junio de 2015. Archivado desde el original el 13 de junio de 2015. (indefinido)
12. ↑ [https://web.archive.org/web/20200206013302/https://arxiv.org/abs/astro-ph/0703317 Archivado el 6 de febrero de 2020 en Wayback Machine [astro-ph/0703317] The Triple- Nebulosa del anillo alrededor de SN1987A: Huella digital de una fusión binaria]
13. ↑ Elements Science News: Explicación del origen de los anillos de supernova de 1987A . Consultado el 3 de abril de 2011. Archivado desde el original el 29 de noviembre de 2011. (indefinido)
14. ↑ Larsson J et al . Iluminación de rayos X de la eyección de supernova 1987A  (inglés)  // Nature  : revista. - 2011. - vol. 474 , núm. 7352 . - P. 484-486 . -doi : 10.1038/ naturaleza10090 .
15. ↑ Supernova's Super Dust Factory fotografiada con ALMA  , Observatorio Nacional de Radioastronomía (6 de enero de 2014). Archivado desde el original el 27 de abril de 2015. Consultado el 27 de abril de 2015.
16. ↑ Indebetow R et al . Producción de polvo y aceleración de partículas en la supernova 1987A revelada con ALMA  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2014. - Vol. 782 , n. 1 . -doi : 10.1088 / 2041-8205/782/1/L2 . -arXiv : 1312.4086 . _
17. ↑ P. Cigan et al. Imágenes de ALMA de alta resolución angular de polvo y moléculas en el ejecta SN 1987A  //  The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 2019. - Vol. 886 , edición. 1 . — Pág. 51 . -doi : 10.3847 / 1538-4357/ab4b46 . — . -arXiv : 1910.02960 . _
18. ↑ Jonathan O'Callaghan. Es posible que se haya encontrado una estrella de neutrones desaparecida después de 30 años de búsqueda . Scientific American (25 de noviembre de 2019). Consultado el 15 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2019. (indefinido)

Enlaces

• Descripción en  AAVSO
• Imagen astronómica del día de la NASA: imagen de la supernova 1987A (24 de enero de 1997  )

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