julio 24, 2021

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Una antigua hipernova llenó esta estrella con elementos inusuales.

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La estrella SMSS J200322.54-114203.3 en el centro, fotografiada como parte de la encuesta SkyMapper.

La estrella SMSS J200322.54-114203.3 en el centro, con imagen como parte de la encuesta SkyMapper.
Imagen: Da Costa / SkyMapper

La peculiar composición elemental de una estrella en la Vía Láctea podría deberse a un tipo de colapso estelar masivo temprano en el universo, anunció hoy un equipo de astrónomos. El descubrimiento podría ayudar a los astrónomos a comprender la diversidad de formas en que se originaron los elementos pesados ​​del universo, como el oro.

La estrella en cuestión, SMSS J200322.54-114203.3, está a 7.500 años luz del Sol y se encuentra en el halo en la periferia de nuestra galaxia. El equipo cree que una explosión estelar aún más enérgica que una supernova, llamada “hipernova”, es responsable de la química inusual de la estrella. Los elementos más pesados ​​que el hierro requieren fuerzas intensas para crearse: la fusión de estrellas de neutrones, así como el colapso de estrellas grandes en explosiones de supernovas, son dos formas comunes. Los elementos pesados ​​son forjado cuando los elementos más ligeros absorben muchos neutrones, algunos de los cuales se desintegran en protones, y finalmente aterrizan en un isótopo estable de un elemento pesado. Estos elementos son entonces disperso en el medio interestelar por fuerza de explosión o colisión, eventualmente terminando en otras estrellas y planetas como la Tierra.

Los científicos dicen que la química de esta estrella en particular, un contenido de hierro muy bajo y cantidades muy altas de nitrógeno, zinc, europio y torio, apuntó a una fuente diferente de elementos pesados ​​que la fusión típica de estrellas de neutrones. Su investigación es Publicado hoy en la naturaleza.

“La pregunta clave que aborda esta investigación es, ‘¿Cómo se produjeron los elementos más pesados’ en el universo temprano?”, Dijo David Yong, astrónomo de la Universidad Nacional Australiana y autor principal del artículo reciente, vía correo electrónico. “Las fusiones de estrellas de neutrones (los remanentes extremadamente densos de estrellas masivas) han sido confirmadas recientemente como fuentes … Nuestros resultados revelan una hipernova magnetorrotacional (una explosión energética de una estrella que gira rápidamente con campos magnéticos) como otra fuente de estos elementos pesados”.

El equipo buscaba una estrella con muchos elementos pesados ​​como zinc, torio y europio. Tamizaron 26.000 estrellas del Encuesta SkyMapper Southern Sky, un proyecto que construyó un catálogo de casi 600 millones de objetos en el cielo nocturno. Se redujeron a un grupo de 150 candidatos, pero solo SMSS J200322.54-114203.3 tenía la firma específica de alto contenido de nitrógeno y zinc que el equipo estaba buscando. La estrella simplemente tenía más elementos pesados ​​de los que debería tener, según las tasas y energías conocidas de las muertes estelares.

“The extra amounts of these elements had to come from somewhere,” said Chiaki Kobayashi, an astronomer from the University of Hertfordshire in the United Kingdom, in an ARC Center comunicado de prensa. El equipo determinó que la estrella se formó hace unos 13 mil millones de años, justo al comienzo de la línea de tiempo del universo, como resultado de una gigantesca hipernova. Las hipernovas son realmente un tipo de supernova; describen explosiones estelares unas 10 veces más enérgicas que una supernova ordinaria.

“Dado que la estrella tiene un bajo contenido de hierro, debe haberse formado cuando la Vía Láctea era muy joven”, dijo Yong. “Dada la limitación de tiempo, es más fácil producir todos los elementos en un solo evento (hipernova magnorotacional) que en el escenario de fusión de estrellas de neutrones”.

El equipo cree que esta estrella enorme, magnetizada y que gira rápidamente colapsó hace 13 mil millones de años, haciendo explotar elementos. Aquí y allá. Los modelos de evolución química de Kobayashi en la Vía Láctea sugieren que las hipernovas pueden haber jugado un papel más importante en la configuración de la química galáctica que vemos hoy.

Encontrar más estrellas con una composición similar probablemente ayudará al equipo a comprender la importancia de las hipernovas en la primera cocina cósmica. Por ahora, SMSS J200322.54-114203.3 es el único indicador de misterio elemental en general.

Es más: los astrónomos creen haber identificado un tipo raro de supernova que solo se predice que existe.

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