Las supernovas son explosiones energéticas que marcan el final evolutivo de algunas estrellas; se espera que sucedan en estrellas aisladas que nacen con masas al menos ocho veces mayor a la del Sol. Son eventos muy luminosos de corta duración, lo cual implica que pueden brillar como una galaxia completa por algunos meses y que cambien su brillo rápidamente, por lo que para estudiarlas son necesarias muchas observaciones a lo largo del tiempo. El estudio de las supernovas es de gran relevancia en diferentes campos de la astronomía: por un lado, son útiles para medir distancias cosmológicas, y por otro lado son excelentes laboratorios para el estudio de la astrofísica estelar y el entendimiento de la composición química y energética de las galaxias y del universo en su conjunto.

Existen numerosos tipos de supernovas, y la división entre diferentes grupos se da principalmente por la presencia o ausencia de ciertos elementos químicos en sus espectros. En un estudio llevado a cabo por científicos y científicas del CONICET y liderado por Laureano Martinez, becario del Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP), se analizan datos de supernovas ricas en hidrógeno, las cuales representan las explosiones estelares más abundantes del universo. Debido a esta característica son uno de los principales contribuyentes al enriquecimiento químico de las galaxias, por lo cual comprender sus propiedades físicas puede aportar conocimiento original sobre el universo. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Astronomy & Astrophysics.

Esta serie de trabajos analizó la base de datos más grande y homogénea de observaciones de supernovas ricas en hidrógeno con el objetivo de conocer las propiedades de las estrellas que dieron origen a dichas explosiones. Se trabajó con una muestra de más de nueve mil observaciones de setenta y cuatro supernovas realizadas en el marco del proyecto internacional Carnegie Supernova Project-I. “Tuve la oportunidad de poder analizar una muestra sin precedentes en términos de la cantidad y calidad de los datos que implicó un gran desafío; este análisis puede ser de utilidad para profundizar el conocimiento existente y aportar a este campo que está en continuo descubrimiento”, señala Martinez.

La investigación consistió en comparar los resultados de estas observaciones con los obtenidos de modelos teóricos que simulan explosiones estelares y que fueron desarrollados por parte del equipo de investigación en trabajos anteriores. El objetivo de este análisis fue determinar las características físicas de las estrellas masivas antes de la explosión y obtener un panorama más detallado de la diversidad de supernovas ricas en hidrógeno existentes. “Uno de los hallazgos más impactantes obtenidos es que, al momento de la explosión, las estrellas podrían tener menos masa de lo esperado según los modelos de estudio vigentes”, señala Martinez. “Esto es un descubrimiento novedoso y como equipo nos inclinamos a pensar que hay elementos de la evolución estelar que pueden estar faltando en estos modelos”, agrega.

“Otra parte importante del estudio se obtuvo del análisis a posteriori, luego de analizar todas las supernovas descubrimos que, más allá de tener características en común, son todas distintas entre sí. Entre los parámetros que influyen en el evento de una supernova, se pudo concluir que la energía es uno de los factores dominantes para determinar la evolución de su brillo”, señala Mariana Orellana, investigadora del CONICET en la Universidad Nacional de Río Negro (UNRN) y una de las coautoras del artículo. “Esta hipótesis ya se había planteado en otras oportunidades; sin embargo, no se contaba con un análisis estadístico detallado de una gran cantidad de supernovas que aporte una evidencia tan sólida”, agrega.

“Nunca pensé que podríamos llegar tan lejos con este análisis. Fue un proyecto que comenzó hace muchos años y para el cual desarrollamos el código que simula explosiones estelares. Trabajamos arduamente y con mucha gente involucrada de diferentes países. Por todos estos esfuerzos pudimos llevar adelante este impresionante trabajo de escala internacional que seguramente tendrá un impacto muy fuerte en nuestra área de trabajo”, afirma Melina Bersten, investigadora en el IALP y también autora de este trabajo.

Referencia bibliográfica

Martinez, L., Bersten, M. C., Anderson, J. P., Hamuy, M., González-Gaitán, S., Stritzinger, M., … & Suntzeff, N. B. (2022). Type II supernovae from the Carnegie Supernova Project-I-I. Bolometric light curves of 74 SNe II using uBgVriYJH photometry. Astronomy & Astrophysics, 660, A40. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202142075

Martinez, L., Bersten, M. C., Anderson, J. P., Hamuy, M., González-Gaitán, S., Förster, F., … & Suntzeff, N. B. (2021). Type II supernovae from the Carnegie Supernova Project-I. II. Physical parameter distributions from hydrodynamical modelling . Astronomy & Astrophysics, 660, A41. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202142076

Martinez, L., Anderson, J. P., Bersten, M. C., Hamuy, M., González-Gaitán, S., Orellana, M., … & Suntzeff, N. B. (2022). Type II supernovae from the Carnegie Supernova Project-I. III. Understanding SN II diversity through correlations between physical and observed properties. Astronomy & Astrophysics, 660, A42. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202142555