Supernovas de tipo Ib e Ic

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Supernova tipo Ib 2008D [1] [2] en la galaxia NGC 2770 , mostrada en rayos X (izquierda) y luz visible (derecha) en la posición correspondiente. NASA. [3]

Las supernovas de tipo Ib e Ic son una clase de supernovas que se producen tras el colapso del núcleo de estrellas muy masivas que han perdido la mayor parte o la totalidad de sus envolturas externas de hidrógeno . En comparación con los del tipo Ia , el espectro de luz de estas dos categorías de supernovas carece de la línea de absorción del silicio . Las supernovas de tipo Ic se diferencian de las supernovas de tipo Ib en que han perdido una mayor parte de su envoltura, incluida parte de la capa de helio inmediatamente debajo de la capa de hidrógeno.

Formación

La capa de "cebolla" de una estrella masiva evolucionada (no a escala).

Una estrella evolucionada masiva, antes de convertirse en supernova, tiene una estructura similar a una cebolla, con múltiples envolturas en las que tienen lugar las reacciones nucleares . La envoltura más externa consiste en hidrógeno, mientras que si uno avanza hacia el centro de la estrella, le siguen las envolturas de helio, carbono, neón, oxígeno, silicio y hierro. Si el viento que emana de la estrella produce una pérdida significativa de masa, la capa superficial de hidrógeno puede ser arrastrada por la estrella, exponiendo la envoltura más interna que consiste principalmente en helio mezclado con otros elementos. Las estrellas muy masivas, que tienen una masa 25 veces mayor que la del Sol o más, pueden perder de 10 a 5 masas solares por año, que es el equivalente a la masa del Sol cada 100.000 años. [4]

Se supone que las supernovas de tipo Ib e Ic se producen por el colapso de estrellas masivas que han perdido sus capas externas de hidrógeno y helio o debido al intenso viento estelar o la transferencia de masa masiva a un compañero con el que interactúan gravitacionalmente. [5] [6] Las estrellas Wolf-Rayet son un ejemplo de estrellas que han sufrido importantes pérdidas de masa de este tipo: manifiestan espectros en los que no aparecen líneas de hidrógeno.

Las supernovas de tipo Ib se originan en estrellas que han expulsado la mayor parte de su hidrógeno, mientras que las de tipo I se originan en estrellas que han perdido tanto sus capas de hidrógeno como la mayoría de sus capas de helio. [7] Aparte de este aspecto, sin embargo, los mecanismos que producen las supernovas de tipo Ib e Ic son similares a los que producen las de tipo II, por lo que ambas clases también se conocen como supernovas de colapso nuclear ; en particular, las supernovas de clase Ib / Ic se conocen como supernovas de colapso nuclear desnudo . [7] Las características espectrales también nos permiten considerar los tipos Ib e Ic también como un camino intermedio entre las supernovas de tipo Ia y las de tipo II. [7]

Impresión artística de una estrella Wolf-Rayet que explota en una supernova de tipo Ic mientras también emite un estallido de rayos gamma.

Existe evidencia de que solo un pequeño porcentaje de supernovas de tipo Ic causan estallidos de rayos gamma (GRB), aunque potencialmente todas las estrellas que han perdido su capa superficial de hidrógeno pueden originar GRB. El hecho de que aparezca o no un GRB probablemente depende de la geometría de la explosión. [8]

Dado que sus estrellas progenitoras son bastante raras, se cree que la frecuencia con la que se produce la explosión de una supernova de tipo Ib o Ic es significativamente menor que la de las supernovas de tipo II; [9] sin embargo, ocurren con bastante frecuencia en regiones de formación estelar activa (a menudo asociadas con fenómenos de explosión estelar ), mientras que aún no se ha rastreado ninguna dentro de las galaxias elípticas . [6]

Espectros y curvas de luz

Al igual que las supernovas de tipo Ia, las supernovas de tipo Ib e Ic no muestran líneas de hidrógeno en sus espectros ; sin embargo, se diferencian de las supernovas de tipo Ia por la falta de la línea de absorción del silicio monoiónico en la longitud de onda de 635,5 nm . [7] A medida que envejecen, también muestran las líneas de algunos elementos como el oxígeno , el calcio y el magnesio , mientras que en las supernovas de tipo Ia dominan las líneas de hierro . [10] Las supernovas de tipo Ib también se diferencian de Ic por la falta de líneas de helio en esta última a 587,6 nm. [10]

Las curvas de luz de las supernovas de tipo Ib son generalmente bastante similares a las de las supernovas de tipo Ia, aunque pueden diferir en cierta medida. Sin embargo, su brillo máximo suele ser más bajo y más desplazado al rojo. Observada en la porción infrarroja , la curva de luz parece muy similar a la de las supernovas de tipo II-L . [11] En comparación con las supernovas de tipo Ic, las SN de tipo Ib suelen mostrar una disminución más lenta del brillo. [7]

Las curvas de luz de las supernovas de tipo Ia se utilizan como velas estándar para medir distancias cosmológicas. Por lo tanto, debido a su similitud con las curvas luminosas de los SN de tipo Ia, las supernovas de tipo Ib e Ic constituyen una fuente de contaminación y, por lo tanto, una vez reconocidas, deben eliminarse de los ensayos observacionales antes de pasar a la estimación de distancias cósmicas. [12]

Nota

  1. ^ Malesani, D. et al, Identificación espectroscópica temprana de SN 2008D , en adsabs.harvard.edu , Universidad de Cornell, 2008. Obtenido el 22 de mayo de 2008 .
  2. ^ Soderberg, AM et al, Un estallido de rayos X extremadamente luminoso en el nacimiento de una supernova , arxiv.org , Nature, 2008. Consultado el 23 de mayo de 2008 .
  3. ^ Robert Naeye, Gutro, Rob, el satélite Swift de la NASA atrapa la primera supernova en el acto de explosión , en nasa.gov , NASA / Goddard Space Flight Center, 21 de mayo de 2008. Consultado el 22 de mayo de 2008 .
  4. ^ LM Dray, CA Tout, AI Karakas, JC Lattanzio, Enriquecimiento químico por Wolf-Rayet y estrellas de ramas gigantes asintóticas , en Monthly Notice of the Royal Astronomical Society , vol. 338, 2003, págs. 973–989, DOI : 10.1046 / j.1365-8711.2003.06142.x . Consultado el 8 de febrero de 2007 .
  5. ^ Onno Pols, Progenitores binarios cercanos de las supernovas de tipo Ib / Ic y IIb / II-L , Actas de la Tercera Conferencia de la Cuenca del Pacífico sobre el desarrollo reciente de la investigación de estrellas binarias , Chiang Mai, Tailandia, 26 de octubre - 1 de noviembre de 1995, págs. 153-158. Consultado el 29 de noviembre de 2006 .
  6. a b SE Woosley, RG Eastman, Type Ib and Ic Supernovae: Models and Spectra , Proceedings of the NATO Advanced Study Institute , Begur, Girona, Spain, Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 20-30 de junio de 1995, p. 821. Consultado el 9 de mayo de 2007 .
  7. ^ a b c d e Filippenko, Alexei V. , Supernovas y sus progenitores de estrellas masivas . Consultado el 23 de octubre de 2008.
  8. ^ Ryder, SD; Sadler, EM; Subrahmanyan, R.; Weiler, KW; Panagia, N.; Stockdale, C., Modulaciones en la curva de luz de radio de la supernova Tipo IIb 2001ig: ¿evidencia de un progenitor binario Wolf-Rayet? , en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , vol. 349, n. 3, 2004, págs. 1093-1100, DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2004.07589.x . Obtenido de febrero de 1 del 2007.
  9. ^ EM Sadler, D. Campbell, Una primera estimación de la tasa de supernova de radio , en atnf.csiro.au , Astronomical Society of Australia, 1997. Consultado el 8 de febrero de 2007 .
  10. ^ a b Espectros de supernova de tipo Ib , en cosmos.swin.edu.au , Universidad Tecnológica de Swinburne. Consultado el 8 de febrero de 2007 .
  11. ^ D. Yu. Tsvetkov, Curvas de luz de la supernova de tipo Ib: SN 1984l en NGC 991 , en Cartas de astronomía soviéticas , vol. 13, 1987, págs. 376–378. Consultado el 4 de febrero de 2007 .
  12. ^ NL Homeier, El efecto de la contaminación de tipo Ibc en muestras de supernovas cosmológicas [ Enlace roto ], en The Astrophysical Journal, vol. 620, n. 1, 2005, págs. 12-20, DOI : 10.1086 / 427060 . Consultado el 16 de septiembre de 2008 .

Bibliografía

  • (EN) Martin Schwarzschild, Structure and Evolution of the Stars, Princeton University Press, 1958, ISBN 0-691-08044-5 .
  • (EN) Pickover Cliff, Las estrellas del cielo , Oxford, Oxford University Press, 2001, ISBN 0-19-514874-6 .
  • (EN) John Gribbin, Mary Gribbin, Stardust: Supernovae and Life-The Cosmic Connection, Yale University Press, 2001, ISBN 0-300-09097-8 .
  • A. De Blasi, Las estrellas: nacimiento, evolución y muerte , Bolonia, CLUEB, 2002, ISBN 88-491-1832-5 .
  • AA.VV, El Universo - Gran enciclopedia de astronomía , Novara, De Agostini, 2002.
  • J. Gribbin, Enciclopedia de astronomía y cosmología, Milán, Garzanti, 2005, ISBN 88-11-50517-8 .
  • W. Owen, et al, Atlas ilustrado del universo , Milán, Il Viaggiatore, 2006, ISBN 88-365-3679-4 .
  • J. Lindstrom, Estrellas, galaxias y misterios cósmicos , Trieste, Editorial Science, 2006, ISBN 88-7307-326-3 .
  • C. Abbondi, Universo en evolución desde el nacimiento hasta la muerte de las estrellas , Sandit, 2007, ISBN 88-89150-32-7 .
  • ( EN ) J. Craig Wheeler, Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, and Mapping the Universe , 2a ed., Cambridge, Cambridge University Press, 2007, páginas 339, ISBN 0-521-85714-7 .
  • (EN) Martin Mobberley, Supernovae and How to Observe Them, Nueva York, Springer, 2007, 209 páginas, ISBN 0-387-35257-0 .

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