Inicio Noticias Nacional Chilenos observaron supernovas explotar “en vivo” y lo que descubrieron es inédito...

Chilenos observaron supernovas explotar “en vivo” y lo que descubrieron es inédito para la astronomía

Científicos chilenos hicieron un nuevo hallazgo sobre las explosiones de las supernovas. El descubrimiento fue posible tras ver estos sucesos en tiempo real y analizar un trillón de datos con el supercomputador más poderoso del país.

Un nuevo descubrimiento lanza rayos de luz sobre lo que se sabe de las supernovas y la muerte de las estrellas. Justo antes de morir emiten un destello previo al estallido principal, que antes no se conocía. ¿Por qué?

Porque por los científicos han podido ver la explosión de las supernovas en tiempo real, con la segunda cámara más grande del mundo, nos explica el investigador líder Francisco Förster, astrónomo del Centro de Modelamiento Matemático (CMM).

Tras cuatro años de trabajo, los investigadores del CMM, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, del Instituto de Astrofísica (MAS) e instituciones internacionales, descubrieron un evento que nos ayuda a entender mejor el universo. “Entender el origen de las supernovas, al final da origen a los elementos que nos componen a nosotros mismos, que tienen que ver con el origen de la vida”, dice Francisco.

En español, ¿qué descubrieron?

La teoría que existía previamente sobre la muerte de las supergigantes rojas (estrellas masivas de gran tamaño en las etapas avanzadas de su vida; estrellas viejas), es que una explosión ocurría al centro de la estrella y se propagaba hacia la superficie, como una onda de choque (la que produce diferencias de presión extremas y aumento de la temperatura). Cuando esta onda llegaba a la superficie, se esperaba ver un flash de luz que duraba horas y que conducía a que después la estrella se expandiera como una bola muy caliente cada vez más grande; una espectacular supernova.


Nube polvorienta roja, Wide-field Infrared Survey Explorer de la NASA, o WISE, Puppis A es el remanente de una explosión de supernova. Crédito de la imagen:NASA / JPL-Caltech / UCLA

En un principio, los investigadores diseñaron un experimento para detectar un evento que se creía ocurría en las supernovas: el flash inicial de la explosión. Pero no lo pudieron encontrar, nos dice Francisco Förster. En vez de eso, vieron la luz inédita que se producía previamente a la explosión, cuando la estrella aún no estallaba. Y quedaron sorpendidos.

Se trataba de algo que nunca estuvo previsto, un destello de luz que las supergigantes rojas expulsan antes de la explosión principalexplican en el CMM. Por primera vez, los astrónomos vieron algo que jamás ningún ser humano había visto. ¡Y son científicos chilenos!

Esta luz se produce por la colisión entre el gas en expansión de la supernova y la materia de origen desconocido que rodea a la estrella. “Básicamente lo que encontramos es que por alguna razón que no entendemos, las estrellas supergigantes rojas justo antes de explotar están rodeadas por un material de baja densidad pero que es muy extendido”, nos explica Francisco. “La presencia de este material facilita la extracción de parte de la enorme cantidad de energía producida durante la explosión y la convierte en luz detectable”, dice.


Impresión artística de una supergigante roja rodeada de una materia circunestelar. Fuente: NAOJ (National Astronomical Observatories of Japan)

Aún no se sabe por qué se produce este material, pero el líder de la investigación dice que podría ser explicado por un viento muy fuerte que ocurriría antes de la explosión, o asumiendo que las atmósferas de las supergigantes rojas son mucho más extendidas y complejas de lo que se creía. ¿Y por qué es tan interesante este descubrimiento?

“Porque en el fondo nos está diciendo que estas estrellas justo antes de explotar, algo les pasa, algo hacen que cambia el aspecto de la estrella, cambia el material que la rodea y podría estar conectado con la física de la quema nuclear en el centro de la estrella”, nos dice el astrónomo, como una posible explicación.


Fuente gráfico: NAOJ 

Lo que se muestra en el gráfico creado por los Observatorios Astronómicos Nacionales de Japón (NAOJ) es el brillo que se puede ver en el proceso. Los puntos que están abajo a la izquierda son de antes de la explosión y los de la derecha muestran la detección de la supernova. Al ver el suceso en tiempo real, se puede identificar la luz que va aumentando a medida que pasan los días u horas en algunos casos.

En otras palabras, lo que pudieron detectar son los primeros instantes de la explosión, que es el único momento donde se puede ver este material claramente, y que precede a la luz que se origina por la expansión de esa bola de gas que es la supernova, dice Francisco.

“Lo interesante es que para poder encontrar esto hay que ver una supernova recién explotada, solo así se puede ver la evidencia de ese material. Si dejas pasar unos días ya perdiste esa información”, agrega.

Supernova en vivoy en directo

Lo más novedoso de este descubrimiento no solo es que lo pudieron detectar usando la cámara más grande del hemisferio sur, ubicada en el telescopio Blanco del observatorio interamericano Cerro Tololo. Sino que fue posible porque las explosiones se observaron en tiempo real desde sus etapas iniciales.

Para encontrar supergigantes rojas cercanas a explotar, utilizaron técnicas de análisis de datos, inteligencia artificial (para “decirle” a las computadoras qué buscar) y ayuda del supercomputador más poderoso del país, ubicado en el Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento, según un comunicado del CMM.

Observaron 124 explosiones, por lo que tenían muchísimos datos que analizar y comparar entre las explosiones de distintas estrellas, explican en el CMM. Esto no lo puede hacer un humano, nos dice Francisco. Tomaron fotos del cielo con esta super cámara por seis noches en 2014 y ocho en 2015, por lo que el supercomputador procesó más de un trillón de píxeles (¡bendita cuarta revolución industrial!).

Realmente aplicando las matemáticas

El CMM fue creado por el Departamento de Ingeniería en Matemática de la Universidad de Chile. Se especializan en la investigación y aplicación de la matemática con el objetivo de usarla para resolver problemas de todo tipo de ciencias, de la industria y de políticas públicas.

“La clave para poder aplicar la matemática es tener datos, obviamente, pero también tener especialistas en cada área”, nos dice Förster desde el Centro, donde hay laboratorios de astro informática, educación, minería y energía, entre otros. Y en todos se aplican las matemáticas para resolver problemas complejos. “Requieren de modelamiento matemático, de análisis estadístico y conocimiento externo. Es un lugar donde se cruzan ideas de muchos campos diferentes, esa es la novedad”, dice el experto.

Actualmente el CMM cuenta con cinco áreas de especialización: minería, biología y salud, educación, gestión de recursos y computación de datos y de alto rendimiento.

“Esta investigación es parte del trabajo que CMM realiza involucrando la adquisición y estructuración de bases de datos complejas, formulando metodologías para dar sentido a estas bases de datos e interpretando los resultados“, dice Alejandro Maass, director del CMM, sobre el nuevo descubrimiento del destello previo a la supernova.

El descubrimiento también abre nuevas oportunidades de investigación gracias a los grandes telescopios que se están construyendo en el norte de Chile, como el Gran telescopio sinóptico (LSST), que examinará todo el cielo cada tres noches.

Este tipo de hallazgos no solo sirven para la astronomía, sino que las mismas técnicas son útiles para solucionar problemas de toda índole. Por ejemplo, para la agricultura o minería, dice Francisco. Con análisis de tantos datos e inteligencia artificial, se puede ver en tiempo real información a la que era muy difícil acceder antes y llegar a descubrimientos como el que publicaron este lunes los científicos chilenos.

Y no es la única revelación astronómica de este año. Investigadores del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, descubrieron recientemente que la luz emitida por agujeros negros varía dependiendo de lo que ingresa a este cuerpo, que aun en 2018 sigue siendo un misterio para la ciencia.

Su opinión es importante...