Encontrando pistas en las ruinas de una antigua estrella muerta con Chandra        

Por: Chandra X-ray Center.

29 de marzo de 2025

Esta impresión artística muestra los efectos del colapso y la explosión de supernova de una estrella masiva. Un agujero negro (derecha) se formó en el colapso y los escombros de la explosión de supernova caen sobre una estrella compañera (izquierda), contaminando su atmósfera. Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO/M. Weiss.

La gente suele pensar que la arqueología se desarrolla en las profundidades de la selva o en el interior de antiguas pirámides. Sin embargo, un equipo de astrónomos ha demostrado que pueden utilizar las estrellas y los restos que dejan tras ellas para realizar un tipo especial de arqueología en el espacio. Utilizando datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, el equipo de astrónomos estudió los restos que dejó una estrella tras su explosión. Esta “arqueología de supernovas” reveló pistas importantes sobre una estrella que se autodestruyó, probablemente hace más de un millón de años.

Hoy en día, el sistema llamado GRO J1655-40 contiene un agujero negro con casi siete veces la masa del Sol y una estrella con aproximadamente la mitad de esa masa. Sin embargo, esto no siempre fue así. Originalmente, GRO J1655-40 tenía dos estrellas brillantes. Sin embargo, la más masiva de las dos consumió todo su combustible nuclear y explotó en lo que los astrónomos llaman una supernova. Los restos de la estrella destruida cayeron sobre la estrella compañera que la orbitaba, como se muestra en la ilustración artística.

Con sus capas externas expulsadas, algunas de las cuales impactaron a su vecina, el resto de la estrella explotada colapsó sobre sí misma y formó el agujero negro que existe hoy. La separación entre el agujero negro y su compañera se habría reducido con el tiempo debido a la pérdida de energía del sistema, principalmente por la producción de ondas gravitacionales.

Cuando la separación se hizo lo suficientemente pequeña, el agujero negro, con su fuerte atracción gravitatoria, comenzó a atraer materia de su compañero, recuperando parte del material que su estrella madre explotada originalmente depositó. Aunque la mayor parte de este material se hundió en el agujero negro, una pequeña cantidad cayó en un disco que orbita a su alrededor. Gracias a los potentes campos magnéticos y la fricción en el disco, el material se expulsa al espacio interestelar en forma de potentes vientos.

Aquí es donde entra en juego la búsqueda arqueológica de rayos X. Los astrónomos utilizaron Chandra para observar el sistema GRO J1655-40 en 2005, cuando era particularmente brillante en rayos X. Chandra detectó las firmas de elementos individuales presentes en los vientos del agujero negro mediante la obtención de espectros detallados (que proporcionan el brillo de rayos X en diferentes longitudes de onda) integrados en la luz de rayos X. Algunos de estos elementos se destacan en el espectro que se muestra en el recuadro.

El equipo de astrónomos que analizó los datos de Chandra pudo reconstruir características físicas clave de la estrella que explotó a partir de las pistas impresas en la luz de rayos X comparando los espectros con modelos informáticos de estrellas que explotan como supernovas. Descubrieron que, basándose en las cantidades de 18 elementos diferentes en el viento, la estrella desaparecida hace mucho tiempo destruida en la supernova tenía aproximadamente 25 veces la masa del Sol, y era mucho más rica en elementos más pesados ​​que el helio en comparación con el Sol.

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