Las diferencias de supernova podrían cambiar nuestra comprensión de la energía oscura

Las diferencias de supernova podrían cambiar nuestra comprensión de la energía oscura

Una supernova, en un círculo amarillo.  La luz ultravioleta se muestra en azul, la luz visible en rojo.

Una supernova, en un círculo amarillo. La luz ultravioleta se muestra en azul, la luz visible en rojo.

Medir la distancia en el Universo es muy difícil: no se puede simplemente pasar una cinta métrica a través del fondo cósmico de microondas. En cambio, lo que han hecho los astrónomos es encontrar clases de objetos que tengan un brillo constante. Al medir cuánto más bajo está un objeto que el valor esperado, puede deducir su distancia. Estos objetos fueron llamados «velas estándar».

El objeto más útil para medir grandes distancias es la supernova de tipo Ia. Estas supernovas se crean cuando una estrella enana blanca alcanza una masa específica, lo que desencadena una explosión termonuclear. Dado que las explosiones siempre ocurren por el mismo proceso, se cree que el flujo luminoso es siempre más o menos el mismo. Las supernovas de tipo Ia se han utilizado así para medir la expansión del Universo a grandes distancias. Fueron los que se usaron para detectar la aparente aceleración de la expansión, lo que llevó al reconocimiento de que gran parte del Universo está compuesto de energía oscura, una característica de la que sabemos muy poco.

Sin embargo, recientemente se ha publicado un artículo que sugiere que estas estimaciones de distancia pueden no ser del todo fiables. Las supernovas, al parecer, no son tan estándar como pensábamos.

Hasta cierto punto, ya lo sabíamos. Cuando los astrónomos construyen colecciones de estos objetos distantes, ya están iniciando algunos eventos anómalos bien descritos, llamados cosas como «supernovas de pico angosto» o supernovas Iax. También tiran cualquier cosa que parezca inusual. Lo que les queda es un conjunto de eventos que tienen el mismo aspecto, lo que hace que sea más probable que se comporten como velas estándar.

Pero incluso entonces, señalan los autores del nuevo artículo, puede haber diferencias dentro de la población. No podemos distinguir necesariamente entre los eventos desencadenados por la acumulación de masa en la superficie de una enana blanca y las explosiones que ocurren cuando chocan dos enanas blancas. También hay varios mecanismos explosivos diferentes (como la detonación retardada y la doble detonación). Finalmente, la composición exacta de la estrella en explosión -los diferentes elementos que estaban presentes en la propia estrella o en el entorno cercano- podrían influir en la luz emitida durante su explosión.

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En otras palabras, cada supernova es probablemente única. La pregunta es si sus propiedades varían sistemáticamente con la distancia. De lo contrario, la aleatoriedad puede cancelarse y nuestras mediciones de distancia, en promedio, serán confiables.

El punto clave del nuevo documento es que las propiedades en realidad varían con la distancia. En este caso, la propiedad específica que observaron los autores es la luminosidad en la parte UV del espectro. Parece que hay dos tipos de supernova Ia en la UV: en un caso, que los investigadores llaman Near UV-red, los picos en el lado rojo del espectro UV son algo más altos. Para NUV-blue, ocurre lo contrario: los picos en el extremo azul son un poco más altos. Al examinar estos objetos de cerca, los autores pudieron determinar que los eventos NUV-rojo expulsan desechos a una velocidad mayor que los eventos NUV-azul, lo que sugiere que son eventos ligeramente diferentes.

Luego demostraron que la frecuencia de estos dos eventos varía con la distancia. En la parte relativamente cercana del Universo, casi el 70% de las supernovas de Tipo Ia son rojas NUV. A mayores distancias, las fracciones se mueven hasta que alrededor del 90% de las explosiones son NUV azules.

Esto no afecta directamente cómo medimos la distancia, pero sí afecta cómo medimos la cantidad de polvo que atraviesa la luz de estas explosiones. Como este polvo atenúa un poco la luz, se compensa cuando calculamos la medida de distancia final. Por lo tanto, es esta compensación la que puede estar un poco fuera de lugar. Los autores crearon una población modelo de supernovas y demostraron que la distancia calculada fue inicialmente ligeramente alta y luego disminuyó gradualmente.

¿Significa esto que podemos deshacernos de la energía oscura? Absolutamente no. Los autores reconocen que su análisis fue bastante limitado y solo contenía explosiones simuladas. Pero argumentan que aquí hay suficientes razones para volver atrás y analizar detenidamente el mundo real para ver si los problemas potenciales que identificaron existen en los conjuntos de datos reales utilizados para estos estudios. Solo cuando sepamos eso podremos juzgar si los datos son lo suficientemente erróneos como para cambiar parte del trabajo anterior.

El diario astrofísico2015. DOI: 10.1088/0004-637X/803/1/20 (Acerca de los DOI).

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