La desintegración radiactiva del titanio alimenta a un remanente de supernova

Artículo publicado el 17 de octubre de 2012 en ESA

La primera detección directa de titanio radiactivo asociado con el remanente de supernova 1987A se ha realizado gracias al observatorio espacial Integral de ESA. La desintegración radiactiva probablemente ha estado alimentando durante los últimos 20 años el brillo de los restos alrededor de la explosión estelar.

Las estrellas son como hornos nucleares, fusionando continuamente hidrógeno en helio en sus núcleos. Cuando las estrellas de más de 8 veces la masa del Sol agotan su combustible de hidrógeno, la estrella colapsa. Esto puede generar temperaturas lo bastante altas como para crear elementos más pesados mediante fusión, tales como titanio, hierro, cobalto y níquel.

SN 1987A

Supernova SN 1987A © Crédito: NASA/ESA


Tras el colapso, la estrella rebota y da como resultado una espectacular explosión de supernova, lanzando al espacio estos elementos.

Las supernovas pueden brillar tanto como una galaxia entera durante un breve periodo de tiempo gracias a la enorme cantidad de energía liberada en la explosión.

Después de que se haya apagado el destello inicial, la luminosidad total de los restos viene dada por la liberación de energía procedente de la desintegración natural de los elementos radiactivos generados en la explosión.

Cada elemento emite energía en algunas longitudes de onda características cuando se desintegra, proporcionando una visión de la composición química de la eyección de la supernova – la cobertura de material lanzada por la explosión estelar.

La supernova 1987A, situada en una de las cercanas galaxias satélite de la Vía Láctea, la Gran Nube de Magallanes, estaba lo bastante cerca para verse a simple vista cuando su primera luz llegó a la Tierra en febrero de 1987.

Durante el pico de la explosión, se detectaron huellas de los elementos desde el oxígeno al calcio, representando las capas exteriores del material eyectado.

Poco después, las señales del material sintetizado en las capas interiores podrían verse en la desintegración radiactiva del níquel-56 al cobalto-56, y su posterior desintegración al hierro-56.

Ahora, gracias a más de 1000 horas de observaciones de Integral, se han detectado por primera vez los rayos X de alta energía procedentes del titanio-44 en el remanente de supernova 1987A.

“Esta es la primera prueba sólida de generación de titanio-44 en la supernova 1987A y en una cantidad suficiente como para haber alimentado los restos durante los últimos 20 años”, dice Sergei Grebenev del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de las Ciencias en Moscú, y autor principal del artículo que informa de los resultados en Nature.

A partir de su análisis de los datos, los astrónomos estimaron que la masa total de titanio-44 que debía haberse generado justo después del colapso del núcleo de la estrella progenitora de SN1987A era de un total de un 0,03 % la masa del Sol.
Este valor se acerca al límite superior de las predicciones teóricas y es casi el doble de la cantidad vista en el remanente de supernova Cas A, el único otro remanente donde se ha detectado el titanio-44.

“Los altos valores de titanio-44 medidos en Cas A y SNR1987A probablemente se producen en casos excepcionales, favoreciendo a las supernovas con geometrías asimétricas y, tal vez, a expensas de la síntesis de elementos más pesados”, dice el Dr. Grebenev.

“Este es un resultado científico único obtenido gracias a Integral que representa una nueva limitación que debe tenerse en cuenta en futuras simulaciones de explosiones de supernovas”, añade el científico del proyecto Integral, Chris Winkler, de ESA que es coautor del artículo de Nature.

“Estas observaciones están ampliando nuestra comprensión de los procesos implicados durante las etapas finales de la vida de una estrella masiva”.


Fecha Original: 17 de octubre de 2012
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