Nuevo observatorio podría detectar supernovas antes de su explosión        

Por: Brian Koberlein, Universe Today.

18 de septiembre de 2023.

Localización simulada de una fuente de neutrinos de supernova. Crédito de la imagen: CGTN.

Las supernovas se desencadenan por una colisión con otra estrella o cuando el interior de una estrella masiva se queda sin combustible nuclear y comienza un rápido colapso. Sin embargo, ninguno de estos procesos muestra cambios ópticos importantes antes de la explosión, por lo que las opciones de los astrónomos pasan por escanear el cielo con la esperanza de detectar uno de estos procesos en sus primeras etapas. Pero esta situación podría cambiar pronto.

Para el segundo tipo de supernova, conocida como supernova de colapso del núcleo, existe una alerta temprana. A medida que el núcleo de la estrella colapsa, la rápida colisión de los núcleos desencadena una tremenda producción tanto de rayos gamma como de neutrinos. Los fotones de rayos gamma chocan fuertemente con los núcleos, lo que genera gran parte de la presión que eventualmente destroza la estrella. Pero los neutrinos sólo interactúan débilmente con los núcleos, por lo que la mayoría de ellos salen de la estrella sin obstáculos. De este modo, mientras los fotones de rayos gamma empiezan a desencadenar la supernova, los neutrinos ya están en camino al espacio profundo.

Esto significa que cuando se produce el colapso del núcleo de una supernova, experimentamos una explosión de neutrinos antes de que la estrella comience a brillar como una supernova. Este fenómeno ha sido observado en dos oportunidades, la primera vez cuando los observatorios de neutrinos detectaron algunos eventos de detección de neutrinos justo antes de que ocurriera SN 1987a. En ese caso, esto sólo se comprendió mucho después del hecho, pero ayudo a comprender cómo se generan los neutrinos durante una supernova, pero los astrónomos no pudieron utilizarlo como sistema de alerta temprana. Cuando se reconocieron las detecciones de neutrinos, la supernova ya había ocurrido.

No obstante, el Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen (JUNO, por sus siglas en inglés) espera cambiar esa situación. En un nuevo artículo publicado en el servidor de preimpresión arXiv, los autores analizan cómo JUNO debería poder reconocer eventos de neutrinos casi en tiempo real. Dado el retraso temporal de las supernovas ópticas, esto podría ser lo suficientemente rápido como para localizar la fuente de neutrinos con la suficiente rapidez como para alertar a otros observatorios. Estos observatorios podrían luego centrar su atención en una región particular del cielo para detectar una supernova en el acto.

Basándose en el diseño de JUNO, los autores estiman que se produciría una falsa alarma aproximadamente una vez al año, pero en eventos reales, el sistema debería ser capaz de detectar los neutrinos del colapso inicial del núcleo de una estrella de 30 masas solares a más de un millón de años luz de distancia. Entonces, si Betelgeuse alguna vez se convierte en supernova en un futuro cercano, JUNO podría avisarnos con tiempo suficiente para que tomemos nuestros binoculares. JUNO todavía está en construcción, pero espera estar operativo a finales de este año.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-09-observatory-core-collapse-supernovae.html