Por Felipe Olivares, investigador postdoctoral MAS

Desde el emblemático caso de SN 1998bw (asociado al GRB 980425), las  asociaciones entre explosiones de rayos gamma (GRBs, por sus siglas en inglés) y supernovas (SNs) han intrigado a los astrónomos. La evidencia sugiere que estas explosiones monstruosas son el resultado del colapso del núcleo  de estrellas muy masivas (más de 8 masas solares). El colapso del núcleo estelar da origen a un remanente compacto, ya sea una estrella de neutrones (NS, por sus siglas en inglés) o un agujero negro. Si el núcleo de la estrella progenitora gira lo suficientemente rápido al momento del colapso, la SN será precedida por un GRB. Se ha argumentado que el remanente compacto en estos casos podría ser una NS de rotación  rápida y fuerte magnetización, denominada “magnetar”.

De hecho, se ha propuesto la hipótesis de que un magnetar es el responsable de la alta  luminosidad de la SN 2011kl asociada con el GRB 111209A. En un estudio ya publicado (http://adsabs.harvard.edu/abs/2015Natur.523..189G), encontramos pruebas que demostraron por primera vez que esta SN de alta luminosidad fue alimentada por un magnetar (ver nuestros resultados más recientes en https://arxiv.org/abs/1606.06791v2 ). SN2011kl fue más brillante que cualquier otra GRB-SN descubierta a la fecha. Su luminosidad estaba más cerca de las SNs súper luminosas (SL-SNs por sus siglas en inglés, vea la figura 2).

Esta evidencia no sólo presenta nuevas oportunidades en astrofísica con magnetares como fuente de energía de GRB- y SL-SNs, sino que también abre una ventana para explorar el uso estos eventos muy brillantes para examinar la expansión acelerada del universo hasta grandes distancias cosmológicas.

Figura 1: Impresión artística de una explosión de rayos gamma y supernova accionada por un magnetar. (Crédito: ESO)

 

Luminosidad de la SN versus desplazamiento cosmológico hacia el rojo (“redshift”, indicado por la letra z en el eje horizontal). En otras palabras, la luminosidad de varias SNs de colapso gravitatorio como función de la escala de expansión cosmológica. Se muestra que SN 2011kl se aproxima a la luminosidad de las SL-SNe. Note, además, que las SNs asociadas con magnetares forman una secuencia menos dispersa que las SL-SNe. Con estos eventos ultra brillantes, podemos investigar la expansión del universo hasta un redshift de aproximadamente 1, lo que permitirá el cálculo de parámetros cosmológicos tales como la densidad de materia y de energía oscura del universo.