Descubren un sistema estelar que desencadenará una kilonova, una explosión que produce oro

Un grupo de astrónomos ha descubierto un raro de sistema estelar binario que podría desencadenar una kilonova, uno de los eventos más violentos del universo. Esta explosión ultrapoderosa productora de oro es ocasionada por la colisión de estrellas de neutrones, algo extremadamente inusual.

Después de analizar una montaña de datos astronómicos, los científicos que utilizan el Telescopio SMARTS de 1,5 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile se dieron cuenta de que estaban mirando algo excepcional: un raro sistema estelar binario con características poco comunes, y el primer progenitor kilonova confirmado.

Un artículo acaba de publicarse en la prestigiosa revista Nature describiendo el hallazgo.

Los científicos parecen haber encontrado un sistema de estrellas gemelas que es luminoso con rayos X y de gran masa. Con una extraña órbita circular, una rareza entre los binarios, el sistema gemelo parece haberse formado cuando una estrella en explosión o una supernova se apagó sin el estallido habitual, similar a un petardo fallido.

La órbita redonda de la binaria fue una pista clave que ayudó a los investigadores a identificar la segunda estrella del sistema binario como una supernova empobrecida o “ultradespojada”.

Por lo general, después de que una estrella consume todo su combustible nuclear, su núcleo colapsa antes de explotar en el espacio como una supernova. En este caso, "la estrella estaba tan agotada que la explosión ni siquiera tuvo suficiente energía", explica en un comunicado Noel D. Richardson, profesor asistente de Física y Astronomía en Embry-Riddle y autor del estudio.

Si hubiera tenido la fuerza explosiva de una supernova tradicional, habría "expulsado" del sistema a la estrella compañera cercana.

El nombre del sistema estelar suena como una matrícula: CPD-29 2176.

Una supernova “ultradespojada” es la mejor explicación de por qué estas estrellas compañeras están en una órbita tan estrecha, pero no está confirmado que vayamos a ver una kilonova en el futuro.

“Para crear un día una kilonova, la otra estrella también tendría que explotar como una supernova ultradespojada para que las dos estrellas de neutrones puedan chocar y fusionarse”, señala Richardson.

Estudiar sistemas que un día pueden ser progenitores de kilonovas como este puede ayudar a los astrónomos a desentrañar el misterio de cómo se forman las kilonovas, arrojando luz sobre el origen de los elementos más pesados del Universo (como el oro).

"Durante bastante tiempo, los astrónomos especularon sobre las condiciones exactas que eventualmente podrían conducir a una kilonova", comenta el astrónomo y coautor de NOIRLab, André-Nicolas Chené. "Estos nuevos resultados demuestran que, al menos en algunos casos, dos estrellas de neutrones hermanas pueden fusionarse cuando una de ellas se creó sin una explosión de supernova clásica".

"Sabemos que la Vía Láctea contiene al menos 100 mil millones de estrellas y probablemente cientos de miles de millones más. Este notable sistema binario es esencialmente un sistema de uno en diez mil millones", añade Chené.

En cualquier caso, si el sistema estelar binario produce una kilonova no estaremos aquí para verlo.

La estrella masiva tardará al menos un millón de años en terminar su vida como una explosión de supernova titánica y dejar atrás una segunda estrella de neutrones. Este nuevo remanente estelar y la estrella de neutrones preexistente necesitarán unirse gradualmente en un ballet cósmico, perdiendo lentamente su energía orbital como radiación gravitatoria.

Cuando eventualmente se fusionen, la explosión de kilonova resultante producirá ondas gravitacionales mucho más poderosas y dejará a su paso una gran cantidad de elementos pesados, incluidos plata y oro.