SupernovasSupernovas

Algo más que explosiones en el Algo más que explosiones en el UniversoUniverso

Miguel A. Pérez Torrestorres@iaa.es

Imagen artística de una explosión de supernovaImagen artística de una explosión de supernova

¿Cuántas bombas atómicas equivalen a ¿Cuántas bombas atómicas equivalen a una supernova?una supernova?

1 SN ~ 101 SN ~ 104444 Julios ~ ~ 2.5x102.5x1031 ktons TNT ktons TNT

““Little Boy”Little Boy” ~~15 ktons TNT15 ktons TNT

Novas, supernovas, Novas, supernovas, hipernovas, supranovas, hipernovas, supranovas,

colápsares…colápsares…

NovaNova = “flash” en una estrella binaria = “flash” en una estrella binariaSupernovaSupernova = explosión de una estrella = explosión de una estrella

Curva de luz de una supernovaCurva de luz de una supernova

EspectrógrafoEspectrógrafo

El El ADNADN de las estrellas de las estrellas

Investigaciones en la escena del crimen (CSI)

Longitud de ondaLongitud de onda

Flujo deFlujo deEnergíaEnergíarecibidorecibido

Supernova de tipo IaSupernova de tipo Ia

Las explosiones de supernovas Las explosiones de supernovas de tipo Ia tienen de tipo Ia tienen

aproximadamente aproximadamente el mismo brillo el mismo brillo

Supernova de tipo IISupernova de tipo II

Estructuras cebolleras Estructuras cebolleras (en algunas estrellas)(en algunas estrellas) HidrógenoHidrógeno

HidrógenoHidrógeno

HelioHelio

HidrógenoHidrógeno

HelioHelio

Carbono, Carbono, OxígenoOxígeno

HidrógenoHidrógeno

HelioHelio

Carbono, Carbono, OxígenoOxígeno

Neón, Magnesio, Neón, Magnesio, Oxígeno, Silicio,…Oxígeno, Silicio,…

HidrógenoHidrógeno

HelioHelio

Carbono, Carbono, OxígenoOxígeno

Neón, Magnesio, Neón, Magnesio, Oxígeno, Silicio,…Oxígeno, Silicio,…

HierroHierro

Supernova Año Distancia Brillo, comparado (años luz) con el de Venus

SN1006 1006 6500 70 veces mayorCangrejo 1054 7200 2 veces menorSN1181 1181 26000 ¿?RX J0852-4642 ~1300 650 ¿?Tycho 1572 22800 2 veces menorKepler 1604 32600 4 veces menorCas A ~1680 11000 ¿4 veces mayor?SN1987A 1987 163000 900 veces menor

Supernovas detectadas en nuestra galaxia Supernovas detectadas en nuestra galaxia y en la Gran Nube de Magallanes en el y en la Gran Nube de Magallanes en el

último milenioúltimo milenio

Imagen radioImagen radio

El remanente de supernova de Tycho (año 1572)El remanente de supernova de Tycho (año 1572)

Imagen en rayos XImagen en rayos X

Supernova Año Distancia Brillo, comparado (años luz) con el de Venus

SN1006 1006 6500 70 veces mayorCangrejo 1054 7200 2 veces menorSN1181 1181 26000 ¿?RX J0852-4642 ~1300 650 ¿?Tycho 1572 22800 2 veces menorKepler 1604 32600 4 veces menorCas A ~1680 11000 ¿4 veces mayor?SN1987A 1987 163000 900 veces menor

Supernovas detectadas en nuestra galaxia Supernovas detectadas en nuestra galaxia y en la Gran Nube de Magallanes en el y en la Gran Nube de Magallanes en el

último milenioúltimo milenio

Cas ACas A(hacia el año 1680)(hacia el año 1680)

Nebulosa del cangrejoNebulosa del cangrejo(4 de julio del 1054)(4 de julio del 1054)

El púlsar en la nebulosa del cangrejoEl púlsar en la nebulosa del cangrejo

Supernova Año Distancia Brillo, comparado (años luz) con el de Venus

SN1006 1006 6500 70 veces mayorCangrejo 1054 7200 2 veces menorSN1181 1181 26000 ¿?RX J0852-4642 ~1300 650 ¿?Tycho 1572 22800 2 veces menorKepler 1604 32600 4 veces menorCas A ~1680 11000 ¿4 veces mayor?SN1987A 1987 163000 900 veces menor

Supernovas detectadas en nuestra galaxia Supernovas detectadas en nuestra galaxia y en la Gran Nube de Magallanes en el y en la Gran Nube de Magallanes en el

último milenioúltimo milenio

SN 1987A

La Gran Nube de Magallanes (D~160.000 años luz)

AntesAntes DespuésDespués

Película simulada de la expansión de la SN1987APelícula simulada de la expansión de la SN1987A

Acelerador sincrotrón del CERNAcelerador sincrotrón del CERN

Very Large Array, VLA(Nuevo México, EEUU)

Imagen VLAImagen VLA

Supernova cerca del núcleo de una galaxiaSupernova cerca del núcleo de una galaxia

Imagen MERLINImagen MERLIN

NúcleoNúcleo SupernovaSupernova

DistanciaDistancia

Supernova extragalácticaSupernova extragaláctica

La red interferométrica del EVNLa red interferométrica del EVN

M81

D ~ 12 Millones de años luz

Antes

SN 1993J

SN 1993J en M81

Después

D ~ 12 millones de años luz

t ~ 239 d

Velocidad media ~ 54 millones km/hora

Descubrimiento de una estructura

en forma de corteza esférica

~ 4000 UA

SN1993J en M81SN1993J en M81

Imagen VLBI a 3.6cmImagen VLBI a 3.6cm

La compañera de SN1993JLa compañera de SN1993J

NGC 891 a 6cm

NúcleoNúcleo

SN1986J con VLBISN1986J con VLBI

D ~ 31 millones años luz

Imagen VLAImagen VLA

SN1986J @ 6cm(texp ~ 16 años)

GRB030329 = SN2003dhGRB030329 = SN2003dh

Supranova/colápsarSupranova/colápsar

Supernovas en los confines del universoSupernovas en los confines del universo

¿Expansión por siempre?¿Expansión por siempre?

CarbonoCarbono

OxígenoOxígenoHidrógenoHidrógeno

AluminioAluminio

NitrógenoNitrógeno

Supernovas de tipo IaSupernovas de tipo Ia

Sólo explotan en galaxias elípticas. Estas galaxias Sólo explotan en galaxias elípticas. Estas galaxias prácticamente no tienen estrellas con masas superioresprácticamente no tienen estrellas con masas superiores

a la del sol. Casi no tienen materia interestelar, de ahí que a la del sol. Casi no tienen materia interestelar, de ahí que en estas galaxias la formación estelar haya cesado hace en estas galaxias la formación estelar haya cesado hace mucho tiempo. Por eso no vemos supernovas de tipo II, mucho tiempo. Por eso no vemos supernovas de tipo II,

porque no hay estrellas jóvenes.porque no hay estrellas jóvenes.

Supernovas de tipo IISupernovas de tipo II

Explotan, principalmente, en los brazos de las galaxias espirales, Explotan, principalmente, en los brazos de las galaxias espirales, zonas de una intensa formación estelar. Por tanto, es lógico zonas de una intensa formación estelar. Por tanto, es lógico

pensar que las estrellas que dan lugar a supernovas de tipo IIpensar que las estrellas que dan lugar a supernovas de tipo IIson jóvenes. De hecho, somos capaces de dar una estimaciónson jóvenes. De hecho, somos capaces de dar una estimación

Bastante buena del tiempo de vida medio de una SN II, Bastante buena del tiempo de vida medio de una SN II, Sencillamente porque las estrellas jóvenes Sencillamente porque las estrellas jóvenes

prácticamente no tienen estrellas con masas superioresprácticamente no tienen estrellas con masas superioresa la del sol. Casi no tienen materia interestelar, de ahí que a la del sol. Casi no tienen materia interestelar, de ahí que en estas galaxias la formación estelar haya cesado hace en estas galaxias la formación estelar haya cesado hace mucho tiempo. Por eso no vemos supernovas de tipo II, mucho tiempo. Por eso no vemos supernovas de tipo II,

porque no hay estrellas jóvenes.porque no hay estrellas jóvenes.

FlybyFlyby

La curva de luz y el espectro La curva de luz y el espectro de una SN reflejan más el radiode una SN reflejan más el radiode la estrella progenitora, su de la estrella progenitora, su

composición química composición química y la velocidad de expansión que el y la velocidad de expansión que el mecanismo que genera la explosiónmecanismo que genera la explosión

Supernova de tipo IaSupernova de tipo Ia

Supernovas en los confines del universoSupernovas en los confines del universo

SN 1997apSN 1997ap

SN2001gd

Prediscovery imagePrediscovery image

SN2001gdSN2001gd

NGC 5033

Image taken on 13 Jan 2002

First VLBI detection of SN2001gdFirst VLBI detection of SN2001gd

(Pérez-Torres et al., in preparation)(Pérez-Torres et al., in preparation)

VLBI @ 3.6 cmVLBI @ 3.6 cm

26 June 200226 June 2002(t(texpexp ~ 300 days) ~ 300 days)

Source structure unresolved

¿Por qué las SN Ia sólo explotan en galaxias elípticas?¿Por qué las SN Ia sólo explotan en galaxias elípticas?¿Y por qué no vemos en esas galaxias SN II?¿Y por qué no vemos en esas galaxias SN II?

¿Por qué las SN II explotan en galaxias espirales?¿Por qué las SN II explotan en galaxias espirales?¿Por qué no se ha descubierto en radio ninguna SN Ia?¿Por qué no se ha descubierto en radio ninguna SN Ia?

Durante la vida de la Vía Láctea, ha habido aproximadamenteDurante la vida de la Vía Láctea, ha habido aproximadamente100 millones de explosiones de supernovas. 100 millones de explosiones de supernovas.

Estas supernovas han enriquecidoEstas supernovas han enriquecidola galaxia con el oxígeno que respiramos, el hierro de los cochesla galaxia con el oxígeno que respiramos, el hierro de los cochesque usamos, el calcio de nuestros huesos y el silicio en las rocasque usamos, el calcio de nuestros huesos y el silicio en las rocas

que hay bajo nuestros pies.que hay bajo nuestros pies.

En el Universo explota una SN cada segundo, aprox.En el Universo explota una SN cada segundo, aprox.En nuestra galaxia, explota una aprox. cada ~50 años.En nuestra galaxia, explota una aprox. cada ~50 años.

Vviento presupernova = 36000 km/hora

tasa de pérdida de masa ~ 630 billones de toneladas/segundo

Las estrellas presupernova pierden Las estrellas presupernova pierden gran parte gran parte

de su masa de modo muy intensode su masa de modo muy intenso

¿Continuará expandiéndose ¿Continuará expandiéndose el universo para siempre?el universo para siempre?

Parece que Parece que SÍSÍ

Las supernovasLas supernovasNONO tienen conexión alguna con tienen conexión alguna con

las explosiones de rayos las explosiones de rayos gamma (GRB)…gamma (GRB)…

¿…O sí tienen que ver?¿…O sí tienen que ver?

Las supernovasLas supernovasSÍSÍ tienen que ver con tienen que ver con

las explosiones de rayos gammalas explosiones de rayos gamma

GRB 980425 = SN 1998bwGRB 980425 = SN 1998bw(D ~ 130 millones de años luz)(D ~ 130 millones de años luz)

Evolución estelarEvolución estelar Interacción con el medio circundanteInteracción con el medio circundanteAceleración del universoAceleración del universo Explosiones de rayos gamma (GRBs)Explosiones de rayos gamma (GRBs) Síntesis de elementosSíntesis de elementos … …

Un cajón de sastreUn cajón de sastre