Webb detecta indicios de una estrella de neutrones en el centro de la supernova 1987A

El anuncio de la NASA, publicado el 22 de febrero de 2024, presenta observaciones del telescopio espacial James Webb que ofrecen la evidencia más sólida hasta ahora de emisión procedente de un objeto compacto recién formado en el lugar de la supernova SN 1987A. La supernova ocurrió a unos 160 000 años luz, en la Gran Nube de Magallanes, y fue observada por primera vez desde la Tierra en febrero de 1987.

SN 1987A fue una supernova de colapso del núcleo: según la explicación del equipo, este tipo de explosión deja en el centro un objeto compacto, una estrella de neutrones o un agujero negro. Los astrónomos habían buscado indicios de ese objeto en el material en expansión que quedó tras la explosión. El trabajo comunicado por la NASA informa de señales de radiación de alta energía asociadas al centro del remanente, y los investigadores consideran que probablemente las produce una estrella de neutrones joven.

Argón ionizado en el material expulsado

Las observaciones que sustentan el resultado se tomaron el 16 de julio de 2022, entre las primeras realizadas por Webb para estudiar este remanente. El equipo utilizó el modo espectroscópico de resolución media del instrumento MIRI, que observa en el infrarrojo medio. Un espectrógrafo separa la luz en sus longitudes de onda; el modo empleado permite obtener un espectro en cada píxel y examinar cómo varía la emisión a través del objeto.

El análisis detectó una señal intensa de argón ionizado en el centro del material expulsado que rodea el lugar de la explosión. Observaciones posteriores con NIRSpec, el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb, encontraron elementos aún más ionizados, en particular argón al que le faltan cinco de sus 18 electrones. Producir esos iones requiere fotones muy energéticos. A partir de esa necesidad, el equipo concluye que debe existir una fuente de radiación de alta energía en el centro del remanente.

Por qué apunta a una estrella de neutrones

Unas dos horas antes de la primera observación de SN 1987A en luz visible, tres observatorios detectaron un estallido de neutrinos que duró unos segundos. Esa señal y la supernova se relacionaron con el mismo evento y aportaron pruebas importantes para la teoría del colapso del núcleo, que prevé la formación de una estrella de neutrones o un agujero negro. En años recientes también se habían encontrado indicios indirectos de una estrella de neutrones en el remanente, pero el comunicado describe las nuevas observaciones como la primera detección de los efectos de la emisión de alta energía del probable objeto joven.

El equipo examinó distintas explicaciones para la radiación capaz de ionizar el argón y señala que solo unas pocas parecen plausibles; todas incluyen una estrella de neutrones recién nacida. Por ello, el hallazgo respalda esa interpretación, pero la identificación del objeto se expresa como probable. La nota de la NASA recoge además la expectativa del equipo de que nuevas observaciones permitan entender mejor qué sucede exactamente en el centro de SN 1987A.

Un remanente observado en evolución

SN 1987A se encuentra entre las supernovas recientes más cercanas y jóvenes identificadas, y sus restos continúan cambiando con rapidez. La explosión se observó en febrero de 1987 y su brillo alcanzó el máximo en mayo de ese año. Esa evolución a lo largo de décadas brinda a los astrónomos la oportunidad de estudiar en tiempo real aspectos de una explosión estelar y de su remanente.

El anuncio explica que los resultados se publicaron en la revista Science. Webb es una misión internacional dirigida por la NASA junto con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense. En el estudio, MIRI aportó las observaciones infrarrojas del argón y NIRSpec proporcionó las observaciones posteriores de longitudes de onda más cortas.

La conclusión principal es que el centro del remanente contiene una fuente de radiación capaz de generar los iones observados. La estrella de neutrones recién nacida es, según los modelos considerados por los investigadores, la explicación más probable; el equipo espera que el seguimiento observacional ayude a precisar la naturaleza de la emisión.