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Las burbujas de titanio descubiertas en una supernova podrían ayudar a resolver el misterio de las estrellas en explosión

(CNN) – El titanio fue descubierto en los hermosos restos de la supernova Cassiopeia A a unos 11.000 años luz de distancia.

El descubrimiento podría ayudar a los científicos a comprender qué causa la explosión de algunas estrellas gigantes, según el nuevo estudio.

Las observaciones de la supernova se realizaron utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, que ha estado en funcionamiento desde 1999, entre 2000 y 2018. Los científicos examinaron recientemente los datos para aprender más sobre la supernova que ha cautivado a los investigadores durante años.

Cassiopeia A es una burbuja gigante de gas caliente en expansión, y es el remanente más joven conocido de una explosión de supernova, que data de hace 340 años, en nuestra galaxia, la Vía Láctea. La luz de esta supernova llegó por primera vez a la Tierra en la década de 1670.

Los investigadores han utilizado observatorios espaciales para estudiar Cassiopeia A durante años porque está relativamente cerca, astronómicamente hablando, y proporciona información sobre la evolución del universo. Cuando las estrellas explotan, liberan sus elementos al espacio. Los telescopios como Chandra pueden ayudar a desbloquear a los que Cassiopeia A ayudó durante su explosión.

El estudio publicado el miércoles en la revista Naturaleza.

Liberación de elementos pesados

Si bien se sabe que las estrellas con masas de más de 10 veces la nuestra explotan cuando se quedan sin combustible, los científicos no están seguros exactamente de por qué sucede esto. Estas explosiones provocaron la liberación de elementos pesados ​​en todo el universo, como el oro y el titanio, que se encuentran en la Tierra.

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“Los científicos creen que la mayor parte del titanio que se utiliza en nuestra vida diaria, como en la electrónica o en la joyería, se produce en la explosión de una estrella masiva”, dijo el autor principal del estudio, Toshiki Sato, profesor asistente en el departamento de física de Rikkyo. Universidad de Tokio, en un comunicado. “Sin embargo, hasta ahora, los científicos nunca han podido capturar el momento inmediatamente posterior a la fabricación de titanio estable”.

Las estrellas masivas funcionan con energía nuclear generada por reacciones que ocurren en sus corazones. Cuando este combustible se agota, el centro de la estrella colapsa, formando un agujero negro u objeto denso llamado estrella de neutrones.

Si el cuerpo celeste se convierte en una estrella de neutrones, una onda de choque emerge de la estrella, creando nuevos elementos a medida que ocurren las reacciones nucleares.

Cuando los científicos realizaron un modelado por computadora de este fenómeno, encontraron que la energía se desperdiciaba rápidamente y causaba que la onda de choque se bloqueara. Esto evitaría una explosión de supernova.

El papel potencial de los neutrinos

Nuevas simulaciones por computadora sugieren un elemento faltante que podría permitir que la supernova continúe: los neutrinos.

Estas partículas fantasmales de baja masa, creadas durante la formación de una estrella de neutrones, podrían estimular burbujas de elementos que vuelan, empujando la onda de choque hacia adelante y habilitando una supernova.

La explosión que creó la supernova Cassiopeia A probablemente fue causada por neutrinos, según el nuevo estudio.

Los datos de Chandra, que observa características del espacio mediante emisiones de rayos X, produjeron estructuras en forma de dedos que literalmente apuntaban a la supernova. Estas estructuras contenían titanio y cromo, así como hierro previamente detectado por el telescopio espacial.

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La temperatura y otras condiciones necesarias para crear estos elementos corresponden a las burbujas de velocidad de las simulaciones por computadora.

“Nunca antes habíamos visto esta firma de burbujas de titanio en un remanente de supernova, un resultado que solo fue posible con las imágenes increíblemente nítidas de Chandra”, dijo el coautor del estudio Keiichi Maeda, profesor asociado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Kioto. en Japón. una declaración. “Nuestro resultado es un paso importante para resolver el problema de la explosión de estas estrellas en supernovas”.

Esto significa que se crearon fragmentos de titanio en las profundidades de la estrella cuando ocurrió la supernova. La cantidad de titanio estable producido por esta supernova en particular excede la masa total de la Tierra, dijeron los investigadores.

Los resultados también apoyan la teoría de que las explosiones causadas por neutrinos podrían usarse para explicar algunas explosiones masivas de estrellas.

Esta historia apareció por primera vez en CNN.com. Las burbujas de titanio descubiertas en una supernova podrían ayudar a resolver el misterio de las estrellas en explosión