Glòria Sala, investigadora del Grupo de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Politécnica de Cataluña - BarcelonaTech (UPC) y miembro del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), ha participado en el estudio.
La investigación cuenta también con la participación de especialistas del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), la Universidad de Tubinga y el Instituto Leibniz de Astrofísica en Potsdam, en Alemania todas estas instituciones.
Las novas son explosiones estelares imprevisibles que aparentemente aparecen como una «nueva» estrella en el cielo. El origen de este fenómeno se encuentra en la acumulación de material de una estrella de un tamaño similar al Sol (como hidrógeno de las capas más externas) sobre una estrella compañera de tipo enana blanca, una estrella altamente compacta, que tiene una masa similar a la del Sol pero concentrada en un cuerpo celeste con un radio equivalente al de la Tierra.
Recreación artística de la 'bola de fuego' alrededor de la enana blanca. (Imagen: Annika Kreikenbohm, FAU)
Las condiciones extremas en la superficie de la enana blanca provocan que el material acumulado en la superficie acabe explotando y sea expulsado al espacio exterior en una enorme explosión termonuclear. El material se expande rápidamente y, en pocas horas, causa un aumento de la magnitud visible de la estrella. En ese momento, el fenómeno se puede observar desde la Tierra como una nueva estrella en el cielo.
Tal y como explica Glòria Sala, «las fases iniciales de la explosión de una nova ya se habían previsto de forma teórica: las altas temperaturas de la explosión termonuclear causarían una intensa y breve emisión de rayos X. Es lo que se conoce como ‘bola de fuego’ inicial».
Durante los días posteriores a la explosión, la expansión de la ‘bola de fuego’ provoca una bajada de la temperatura que hace que evolucione hacia una gran esfera de gas más frío, que emite en luz visible y causa la aparición de la nueva estrella en el cielo.
Pero, como especifica Sala, «esta fase de ‘bola de fuego’ es muy breve y se da horas antes de la aparición de la estrella en el cielo. Por tanto, detectar los rayos X antes del descubrimiento de la fuente es complicado».
Normalmente, la detección de astros con emisiones de rayos X se realiza desde satélites a los que se les da la orden de observar en la dirección de la fuente descubierta. Hay algunas misiones que tienen como objetivo realizar un cartografiado global del cielo: este es el caso del telescopio alemán de rayos X eROSITA, desarrollado en el MPE, que viaja a bordo del observatorio espacial Spektr-RG (Spectrum-Roetgen-Gamma), una iniciativa ruso-alemana, lanzado el 13 de julio del 2019. Su objetivo es realizar un mapa global del cielo en rayos X y, para ello, escanea toda la esfera celeste cada seis meses.
Durante su segundo cartografiado del cielo, en concreto el día 7 de Julio de 2020, se detectó una nueva fuente de rayos X extremadamente brillante cuya emisión duró menos de ocho horas. Una semana más tarde, el 15 de julio, se descubrió desde la Tierra y en luz visible la explosión de la Nova Reticuli 2020 (YZ Ret), ubicada a una distancia de 2,5 kpc de la Tierra (2.500 parsecs, unidad astronómica de longitud que corresponde, aproximadamente, a 3 años luz o 30 billones de kilómetros). Esto permitió identificar, por primera vez, que el intenso flash de rayos X detectado por eROSITA correspondía a la ‘bola de fuego’ inicial de la explosión de la nova.
El estudio de las explosiones de nova permite encajar algunas de las piezas de la evolución química de la Vía Láctea y de cómo se ha llegado a tener la variedad y distribución de elementos químicos presentes en nuestro sistema solar, después del Big Bang, partiendo de un universo inicial con una composición mucho más simple. La observación desde grandes telescopios terrestres, junto con el estudio de las emisiones en rayos X y rayos gamma desde satélites, así como la modelización teórica mediante modelos numéricos, permiten reconstruir los procesos detallados que ocurren en estos fenómenos explosivos y su contribución a nuestra galaxia.
Por este motivo, la detección de la ‘bola de fuego’ inicial predicha por los modelos teóricos es una pieza clave para comprobar y ajustar las teorías de las explosiones estelares de las novas. Para Sala, «las características de la radiación de rayos X que hemos detectado con eROSITA coinciden con lo que predice la teoría para esta fase de la explosión y confirman, por tanto, que se trata de la pieza del rompecabezas que estábamos buscando». (Fuente: FAU / MPE / U. de Tubinga / I. Leibniz / UPC / IEEC)
Fuente NCYT