Supernovas pueden ser la fuente principal de antimateria

Dos enanas blancas en trayectoria de colisión
NASA/TOD STROHMAYER (GSFC)/DANA BERRY (CHANDRA X-
Actualizado 19/06/2017 11:10:00 CET

   MADRID, 19 Jun. (EUROPA PRESS) -

   La mayoría de la antimateria que impregna la Vía Láctea puede provenir de restos de estrellas muertas, según un nuevo estudio que podría resolver un misterio astrofísico de 40 años.

   Para cada partícula de materia normal, hay una contraparte de antimateria con la carga eléctrica opuesta pero la misma masa. La antipartícula del electrón cargado negativamente, por ejemplo, es el positrón positivamente cargado.

   Cuando una partícula cumple con su antipartícula, se aniquilan entre sí, produciendo una explosión de energía. Un gramo de antimateria que aniquilaba un gramo de materia liberaría alrededor del doble de la cantidad de energía que la bomba nuclear arrojó sobre Hiroshima.

Hace más de 40 años, los científicos detectaron por primera vez que el tipo de rayos gamma que se desprenden cuando los positrones son aniquilados estaban siendo emitidos por toda la galaxia. Curiosamente, la mayoría de estos positrones fueron detectados en la protuberancia central de la galaxia en lugar de su disco exterior, aunque la protuberancia alberga menos de la mitad de la masa de la Vía Láctea.

   Estos positrones podrían haber sido emitidos a partir de materiales radiactivos sintetizados por estrellas. Sin embargo, durante décadas, los investigadores han sido incapaces de identificar un tipo de estrella que podría generar cantidades tan grandes de antimateria. Esto llevó a sugerencias de que muchos positrones podrían originarse de fuentes exóticas, como el agujero negro supermasivo que se cree que existe en el centro de la galaxia, o de partículas de materia oscura que se aniquilan entre sí.

   "El origen de estos positrones es un misterio de 40 años en astrofísica", dijo Roland Crocker, autor principal del nuevo trabajo y astrofísico de partículas en la Universidad Nacional de Australia en Canberra. El nuevo estudio sugiere que una especie de supernova - la explosión catastrófica de una estrella - podría generar las grandes cantidades de positrones que la investigación anterior vio y explicar las ubicaciones en la galaxia desde la que se detectan.

   "No necesitas nada exótico como materia oscura para explicar los positrones", dijo Crocker a Space.com.

   Los científicos se centraron en un tipo de supernova conocida como SN 1991bg-like, que se ha detectado en otras galaxias. A diferencia de la mayoría de las supernovas, que pueden brevemente superar a todas las otras estrellas en sus galaxias, este tipo de supernova no genera mucha luz visible y es bastante raro, por lo que ha evitado la detección en la Vía Láctea, dijo Crocker.

   La investigación anterior sugirió que estas supernovas débiles ocurren cuando dos enanas blancas se combinan. Las enanas blancas son superdensas, núcleos de tallas de estrellas muertas que quedan atrás cuando las estrellas han agotado su combustible y pierden sus capas externas. La mayoría de las estrellas, incluido el sol, se convertirán en enanas blancas un día.

   Específicamente, se cree que estas débiles supernovas se producen cuando dos enanas blancas de baja masa - una rica en carbono y oxígeno, y la otra rica en helio - se cierran juntas. Aunque estas supernovas son más raras que las supernovas estándar, generan cantidades mucho mayores de un isótopo radiactivo conocido como titanio-44, que emite los tipos de positrones que los astrónomos han detectado a través de la Vía Láctea.

   El nuevo trabajo sugiere que esas supernovas podrían ser suficientes para crear todos los positrones inexplicados, resolviendo así el misterio de toda la galaxia.

   Mientras que la mayoría de las supernovas ocurren cuando las estrellas jóvenes y masivas mueren, las supernovas tipo SN 1991bg se encuentran en vecindarios más ricos en estrellas más viejas que tienen entre 3.000 y 6.000 millones de años. Esta diferencia de edad podría explicar por qué los positrones previamente detectados fueron vistos principalmente en la protuberancia central de la Vía Láctea, que tiene una mayor proporción de estrellas más viejas que el disco externo de la galaxia.

   Otras fuentes pueden contribuir con algunos de los positrones que el trabajo previo detectó, dijo Crocker. Sin embargo, "no son necesarias, dado que las supernovas tipo SN1991bg pueden explicar básicamente toda la fenomenología del positrón", dijo. "Los datos más recientes muestran que hay una fuente de positrones conectada al centro mismo de la galaxia", agregó Crocker.

   "En nuestro modelo, esto se explica como debido a las viejas estrellas distribuidas en aproximadamente 200-parsec [650 años luz] escalas alrededor del agujero negro supermasivo de la galaxia, pero el agujero negro sí mismo es una fuente alternativa interesante."

   Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 22 de mayo en la revista Nature Astronomy.

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