Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas y explotan en una supernova, pueden dejar enormes estructuras en el espacio llamadas remanentes de supernova. Estos son a menudo los objetivos favoritos de los astrónomos debido a sus formas hermosas y distintivas. Entre ellos se encuentra el famoso remanente SN 1987A que fue fotografiado por el telescopio espacial James Webb el año pasado. Ahora, los astrónomos que usan Webb han mirado más de cerca este remanente y han encontrado algo especial en su interior.
La supernova SN 1987A fue observada por primera vez en 1987 (de ahí su nombre) y era lo suficientemente brillante como para ser vista a simple vista, lo que la hace extremadamente reciente para los estándares astronómicos. Las estrellas viven millones o incluso miles de millones de años, por lo que observar una que llega al final de su vida en tiempo real es un verdadero placer científico. Cuando esta estrella murió, creó una especie de supernova llamada colapso del núcleo, o Tipo II, en la que el corazón de la estrella se queda sin combustible, lo que hace que colapse repentina y violentamente. Este colapso es tan severo que el material rebota y es expulsado en una explosión que viaja hasta un cuarto de la velocidad de la luz.
Se teoriza que este proceso deja un núcleo pequeño y extremadamente denso que podría ser una estrella de neutrones o un agujero negro. Esta teoría es ampliamente aceptada, pero los científicos nunca han observado que esto suceda realmente después de una supernova, antes de ahora. Cuando los investigadores encendieron los instrumentos de Webb en SN 1987a, vieron evidencia de una estrella de neutrones ubicada en el corazón del remanente.
«A partir de los modelos teóricos de SN 1987A, el estallido de neutrinos de 10 segundos observado justo antes de la supernova implicaba que se formó una estrella de neutrones o un agujero negro en la explosión. Pero no hemos observado ninguna firma convincente de un objeto recién nacido de ninguna explosión de supernova», explicó el investigador principal, Claes Fransson, de la Universidad de Estocolmo, en un comunicado. «Con este observatorio, ahora hemos encontrado evidencia directa de la emisión provocada por el objeto compacto recién nacido, muy probablemente una estrella de neutrones».
Se han necesitado más de 30 años de observación del remanente para poder detectar estos indicios de una estrella de neutrones, ya que las observaciones requerían instrumentos extremadamente sensibles. El remanente fue uno de los primeros objetos observados por Webb cuando comenzó las operaciones científicas en julio de 2022 que incluyeron el uso de su Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI). MIRI tiene un modo particular llamado Espectrógrafo de Resolución Media (MRS), que le permite ver el argón ionizado y otros elementos ionizados que son creados por fotos de muy alta energía.
«Para crear estos iones que observamos en la eyección, estaba claro que tenía que haber una fuente de radiación de alta energía en el centro del remanente SN 1987A», explicó Fransson. «En el artículo, discutimos diferentes posibilidades, encontrando que solo unos pocos escenarios son probables, y todos ellos involucran una estrella de neutrones recién nacida».
Al combinar la evidencia de MIRI con indicaciones similares del instrumento Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec), los investigadores tienen la primera evidencia directa de una estrella de neutrones que se forma a partir de una supernova de colapso del núcleo, lo que nos acerca un paso más a la comprensión de los dramáticos ciclos de vida de las estrellas.
La investigación se publica en la revista Science.
