Medir la expansión del Universo se ha complicado

Las emisiones de rayos X 'super suaves' pueden provenir tanto de procesos de acreción como de fusión nuclear, un nuevo descubrimiento que complica los esfuerzos por medir la expansión del Universo.

Durante décadas, los astrónomos y los astrofísicos han usado un tipo específico de supernova para medir la expansión del universo. Pero un hallazgo reciente liderado por la Texas Tech University puede hacer que esa idea quede en cuestión.

La emisión de rayos X 'super suaves', un nivel muy fuerte de los rayos X más débiles, se ha considerado durante mucho tiempo como resultado de la fusión nuclear en la superficie de una enana blanca, una estrella pequeña y muy densa. De acuerdo con un estudio publicado en la revista Nature Astronomy, una nueva detección de emisiones súper suaves que claramente no son impulsadas por la fusión muestra a los científicos que la fusión no es la única forma en que ocurren.

El evento, ASASSN16-oh, fue observado por primera vez como un transitorio en la Pequeña Nube de Magallanes por el All-Sky Automated Survey. Las observaciones adicionales del Observatorio Swift de la NASA y el Observatorio de rayos X Chandra ayudaron a verificar el hallazgo.

"En el pasado, las fuentes super suaves se han asociado con la fusión nuclear en la superficie de las enanas blancas", dijo el autor principal Tom Maccarone, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Tecnología de Texas. "Cuando una enana blanca captura material de una estrella compañera, el material se acumula en la superficie y se calienta, y, finalmente, se produce la fusión nuclear, como en una bomba de hidrógeno.

"Pero esta emisión proviene de una región más pequeña que la superficie de la enana blanca, y tenemos fuertes argumentos en contra de cualquier tipo de explosión que haya tenido lugar en la enana blanca. Específicamente, no hay líneas de emisión amplias en los rayos X o espectros ópticos, por lo que no puede haber ningún tipo de viento fuerte generado. En algunos casos, la fusión nuclear puede ser constante en la superficie de una enana blanca, pero no puede comenzar inmediatamente como una fusión constante. Debe haber una explosión de algún tipo cuando la fusión comienza”.

La fuente de estas emisiones, entonces, se piensa que es la acumulación, el proceso de acumulación de materia, no la fusión. Los científicos creen que el sistema consiste en una estrella gigante roja altamente evolucionada y una enana blanca con un disco de emisión extremadamente grande a su alrededor. La velocidad de entrada de materia a través del disco es inestable, y cuando el material comienza a fluir más rápidamente, el brillo del sistema se dispara hacia arriba.

"Lo que estamos viendo aquí es un episodio transitorio de emisión supersuave, pero sin ninguno de los signos que asociamos con la fusión nuclear", dijo Maccarone. "Si ocurriera una nova, esperaríamos ver que el material se alejara de la enana blanca. Aquí no. En cambio, lo que estamos viendo es una emisión caliente del disco que transporta el material desde la estrella compañera a la enana blanca. La transferencia de masa se está produciendo a un ritmo mayor que en cualquier sistema que hayamos detectado en el pasado".

Entonces, lo que muestra este hallazgo es que hay dos formas mediante las cuales se puede hacer una emisión supersuave: fusión nuclear y acreción.

"Estoy emocionado por este resultado", dijo Maccarone. "Fue un fenómeno totalmente nuevo, y cada vez que uno encuentra uno de ellos, es emocionante".

Por emocionante que sea este descubrimiento, quizás la parte más importante es que puede cambiar la forma en que los astrofísicos miden la expansión del universo. Se pensaba que estos objetos eran una de las principales formas en que las enanas blancas crecen en masa y eventualmente explotan como supernovas de Tipo Ia.

"Estos sistemas también son la forma en que medimos la expansión del universo", dijo Maccarone. "Para medir esa expansión con mayor precisión que nosotros, necesitamos entender el origen de las supernovas Tipo Ia. Este hallazgo, que hay una nueva forma de hacer fuentes supersuaves, nos hará volver a pensar nuestro enfoque para hacer coincidir las poblaciones de estos objetos con las tasas de las supernovas".