El telescopi Hubble captura un estrany ‘eco de llum’ d’una supernova

L’investigador de l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC) i membre de l'IEEC Lluís Galbany participa a l’article, publicat a la revista Astrophysical Journal Letters
 
L'explosió d'una estrella, coneguda com ‘supernova’, envia un esclat intens de llum en totes direccions. En poques ocasions, però, anells o ecos de llum s'estenen des de la posició original de la supernova, en els mesos i anys següents. Així ho afirma un article recentment publicat a la revista Astrophysical Journal Letters.

L'estudi es basa en observacions realitzades amb el telescopi espacial Hubble (HST) per un equip internacional d'astrònoms on participa l'investigador Lluís Galbany, astrofísic de l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC) i membre de l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC). L'equip, que compta també amb investigadors de la UCD School of Physics (Dublín), la Universitat d’Aarhus (Dinamarca), la Hofstra University in Hempstead (Nova York) i the European Southern Observatory (Garching), ha fusionat les imatges del Hubble en un breu vídeo GIF. L’animació mostra primer l'explosió de la supernova al centre, seguida de diversos anells de llum que apareixen quan la llum de l'explosió afecta diverses capes de pols properes.

«El conjunt de dades és considerable i ens ha permès produir imatges i animacions de color impressionants que mostren l'evolució dels ecos de llum durant un període de cinc anys. És un fenomen rarament vist que anteriorment només s'ha documentat en poques supernoves», afirma el principal autor, Maximillian Stritzinger, investigador de la Universitat d’Aarhus.

L'astrofísic Morgan Fraser de la UCD afirma: «Encara que el Telescopi Espacial James Webb hagi cridat molt l'atenció, el seu predecessor, el Hubble, continua oferint imatges increïbles de l'univers. El HST ha estat observant el cel durant més de tres dècades, perquè puguem descobrir coses com aquest ressò de llum que evoluciona lentament al llarg dels anys».

Per la seva part, Lluís Galbany comenta: «L'ona expansiva d'aquesta forta explosió de supernova es propaga a més de 10.000 quilòmetres per segon. Abans d'aquesta ona expansiva es dona una intensa llampada de llum emesa per la supernova, i això és el que està provocant els anells en expansió que podem veure a les imatges». I afegeix: «Les supernoves són interessants, ja que aquestes explosions còsmiques produeixen molts dels elements pesants, com el carboni, l'oxigen i el ferro, que formen la nostra galàxia, les estrelles i el nostre planeta».

La galàxia Centaurus A

Imatges en color de l’eco de llum associat a la supernova SN 2016adj. La línia discontínua destaca la posició de l'anell de l’eco de llum principal a mesura que s'expandeix des de la posició de la supernova entre 300 i 580 dies després de l'explosió, juntament amb una banda de pols predominant. La línea de pols s'estén des de l'est-nord-est fins a l'oest-sud-oest i enfosqueix clarament les dues parts de l'eco de llum i les estrelles de fons.
Crèdit: ICE-IEEC, UCD, Aarhus University, Hofstra University, European Southern Observatory.

La supernova en qüestió, anomenada SN 2016adj, va ser vista per primera vegada el 2016 i pertany a la coneguda galàxia Centaurus A, situada entre 10 i 16 milions d'anys llum de la Terra. Durant cinc anys i mig, l'equip ha observat l'àrea al voltant de la supernova després que s'esvaís lentament.

Centaurus A és plena de línies de pols i quan la llum de la supernova es propaga cap als laterals afecta aquestes àrees polsegoses que, amb el temps, s'il·luminen cada cop més lluny de la posició original de la supernova, creant una sèrie d'anells d'emissió en expansió anomenats ecos de llum.

Les variacions en aquests anells durant els anys d'observació permeten a l'equip rastrejar la distribució de les línies de pols a la galàxia propera a l'explosió. Les dades suggereixen que la pols està distribuïda en columnes amb grans forats al mig, creant una imatge similar a un tros de formatge suís.

El professor Stritzinger afirma: "Centaurus A és una enorme galàxia el·líptica. Aquestes són majoritàriament silencioses, lliures de pols i sense estrelles més joves propenses a explotar com a supernoves, però Centaurus A és clarament diferent. És una forta font radioastronòmica i conté prominents regions de pols amb noves estrelles formant-se al seu interior. Això és un senyal que 'recentment' ha devorat una altra galàxia espiral més petita, i les coses encara no s'han calmat, com podria passar en un parell de centenars de milions d'anys. Observar el desenvolupament d'aquests ecos de llum ens ajudarà a comprendre millor aquestes violentes col·lisions de galàxies".

Fins ara, s'han observat quatre ecos de llum diferents produïts per quatre capes de pols diferents. L'equip té previst fer un seguiment de les observacions amb el telescopi Hubble en el futur, amb l'esperança que sorgeixin més anells de llum.

Nota de premsa feta en col·laboració amb les Oficines de Comunicació de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), la UCD School of Physics, l’Aarhus University, la Hofstra University in Hempstead i l’European Southern Observatory (ESO).

GIF
Peu d’imatge: Animació d'imatges en color que mostren els ecos de llum de la supernova SN 2016adj durant un període de cinc anys i mig. El ressò de llum principal produït per la supernova és visible 75 dies després de l'explosió i s'expandeix radialment durant els següents anys. Algunes de les imatges contenen un pic de saturació visible associat amb una estrella en primer pla. A dalt: nombre de dies des de l’explosió.
Crèdit: ICE-IEEC, UCD, l’Aarhus University, Hofstra University, European Southern Observatory.

Enllaços
– IEEC
– Telescopi espacial Hubble
– Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC) 
– Universitat d’Aarhus
– Hofstra University
– European Southern Observatory (ESO)

Més informació
Aquesta recerca es presenta en un article titulat «Hubble Space Telescope Reveals Spectacular Light Echoes Associated with the Stripped-envelope Supernova 2016adj in the Iconic Dust Lane of Centaurus A», de Maximilian D. Stritzinger et al., que va aparèixer  la revista Astrophysical Journal Letters el 22 d’octubre de 2022. DOI: 10.3847/2041-8213/ac93f8

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia.  Com a resultat de 25 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.   

L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat de recerca ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat de recerca CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) amb la unitat de recerca CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat de recerca ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC és un centre CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).

Contactes
Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona, Espanya
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat

Autor Principal a l’IEEC
Barcelona, Espanya
Lluís Galbany
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC)
Correu electrònic: lgalbany@ieec.cat, lgalbany@ice.csic.es