Supernovas de tipo Ib e Ic
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La supernova Tipo Ib SN 2008D [1] [2] en la galaxia NGC 2770 , mostrada en rayos X (izquierda) y luz visible (derecha), en las posiciones correspondientes de las imágenes. ( Imagen de la NASA ) [3]

Las supernovas de tipo Ib y de tipo Ic son categorías de supernovas causadas por el colapso del núcleo estelar de estrellas masivas . Estas estrellas se han desprendido o han sido despojadas de su envoltura exterior de hidrógeno y, en comparación con el espectro de las supernovas de Tipo Ia , carecen de la línea de absorción del silicio. En comparación con el Tipo Ib, se supone que las supernovas de Tipo Ic han perdido más de su envoltura inicial, incluida la mayor parte de su helio. Los dos tipos generalmente se conocen como supernovas de colapso del núcleo despojado .

Espectros

Cuando se observa una supernova , se puede clasificar en el esquema de clasificación de supernovas de Minkowski - Zwicky según las líneas de absorción que aparecen en su espectro . [4] Una supernova se clasifica primero como Tipo I o Tipo II , luego se subcategoriza en función de rasgos más específicos. Las supernovas que pertenecen a la categoría general Tipo I carecen de líneas de hidrógeno en sus espectros; en contraste con las supernovas de Tipo II que muestran líneas de hidrógeno. La categoría Tipo I se subdivide en Tipo Ia, Tipo Ib y Tipo Ic. [5]

Las supernovas de tipo Ib / Ic se distinguen del tipo Ia por la falta de una línea de absorción de silicio ionizado individualmente a una longitud de onda de 635,5  nanómetros . [6] A medida que envejecen las supernovas de Tipo Ib e Ic, también muestran líneas de elementos como oxígeno , calcio y magnesio . Por el contrario, los espectros de Tipo Ia se vuelven dominados por líneas de hierro . [7] Las supernovas de tipo Ic se distinguen del tipo Ib en que las primeras también carecen de líneas de helio a 587,6 nm. [7]

Formación

Las capas en forma de cebolla de una estrella masiva evolucionada (no a escala).

Antes de convertirse en supernova, una estrella masiva evolucionada se organiza como una cebolla, con capas de diferentes elementos sometidos a fusión. La capa más externa está formada por hidrógeno, seguida de helio, carbono, oxígeno, etc. Por lo tanto, cuando se desprende la envoltura exterior de hidrógeno, se expone la siguiente capa que consiste principalmente en helio (mezclado con otros elementos). Esto puede ocurrir cuando una estrella masiva muy caliente alcanza un punto en su evolución en el que se está produciendo una pérdida de masa significativa debido a su viento estelar. Las estrellas muy masivas (con 25 o más veces la masa del Sol ) pueden perder hasta 10-5 masas solares ( M ☉ ) cada año, el equivalente a 1  M ☉ cada 100.000 años. [8]

Se supone que las supernovas de tipo Ib e Ic se produjeron por el colapso del núcleo de estrellas masivas que han perdido su capa exterior de hidrógeno y helio, ya sea a través de los vientos o la transferencia de masa a una compañera. [6] Los progenitores de los tipos Ib e Ic han perdido la mayor parte de sus envolturas externas debido a los fuertes vientos estelares o por la interacción con un compañero cercano de aproximadamente 3–4  M ☉ . [9] [10] Puede ocurrir una rápida pérdida de masa en el caso de una estrella Wolf-Rayet, y estos objetos masivos muestran un espectro que carece de hidrógeno. Los progenitores de tipo Ib han expulsado la mayor parte del hidrógeno en sus atmósferas externas, mientras que los progenitores de tipo Ic han perdido las capas de hidrógeno y helio; en otras palabras, el Tipo Ic ha perdido más de su envoltura (es decir, gran parte de la capa de helio) que los progenitores del Tipo Ib. [6] En otros aspectos, sin embargo, el mecanismo subyacente detrás de las supernovas de Tipo Ib e Ic es similar al de una supernova de Tipo II, colocando así a los Tipos Ib y Ic entre el Tipo Ia y el Tipo II. [6] Debido a su similitud, las supernovas de Tipo Ib e Ic a veces se denominan colectivamente supernovas de Tipo Ibc. [11]

Existe alguna evidencia de que una pequeña fracción de las supernovas de Tipo Ic pueden ser los progenitores de los estallidos de rayos gamma (GRB); en particular, se cree que las supernovas de tipo Ic que tienen líneas espectrales anchas correspondientes a flujos de salida de alta velocidad están fuertemente asociadas con los GRB. Sin embargo, también se plantea la hipótesis de que cualquier supernova de Tipo Ib o Ic despojada de hidrógeno podría ser un GRB, dependiendo de la geometría de la explosión. [12] En cualquier caso, los astrónomos creen que la mayoría del Tipo Ib, y probablemente también del Tipo Ic, son el resultado del colapso del núcleo en estrellas masivas desnudas, en lugar de la fuga termonuclear de las enanas blancas . [6]

Como se forman a partir de estrellas raras y muy masivas, la tasa de aparición de supernovas de Tipo Ib e Ic es mucho menor que la tasa correspondiente para las supernovas de Tipo II. [13] Normalmente ocurren en regiones de formación de nuevas estrellas y son extremadamente raras en galaxias elípticas . [14] Debido a que comparten un mecanismo operativo similar, las supernovas de Tipo Ibc y las diversas de Tipo II se denominan colectivamente supernovas de colapso del núcleo. En particular, el Tipo Ibc puede denominarse supernovas de colapso del núcleo despojado . [6]

Curvas de luz

Las curvas de luz (un gráfico de luminosidad frente al tiempo) de las supernovas de Tipo Ib varían en forma, pero en algunos casos pueden ser casi idénticas a las de las supernovas de Tipo Ia. Sin embargo, las curvas de luz de Tipo Ib pueden alcanzar su punto máximo con una luminosidad más baja y pueden ser más rojas. En la porción infrarroja del espectro, la curva de luz de una supernova de Tipo Ib es similar a una curva de luz de Tipo II-L. [15] Las supernovas de tipo Ib generalmente tienen tasas de disminución más lentas para las curvas espectrales que Ic. [6]

Las curvas de luz de las supernovas de tipo Ia son útiles para medir distancias en una escala cosmológica. Es decir, sirven como velas estándar . Sin embargo, debido a la similitud de los espectros de las supernovas de Tipo Ib e Ic, estas últimas pueden formar una fuente de contaminación de los estudios de supernovas y deben eliminarse cuidadosamente de las muestras observadas antes de realizar estimaciones de distancia. [dieciséis]

Ver también

  • Supernova tipo Ia
  • Supernova tipo II

Referencias

  1. ^ Malesani, D .; et al. (2008). "Identificación espectroscópica temprana de SN 2008D". Revista astrofísica . 692 (2): L84 – L87. arXiv : 0805.1188 . Código Bibliográfico : 2009ApJ ... 692L..84M . doi : 10.1088 / 0004-637X / 692/2 / L84 . S2CID 1435322 . 
  2. ^ Soderberg, AM; et al. (2008). "Un estallido de rayos X extremadamente luminoso en el nacimiento de una supernova". Naturaleza . 453 (7194): 469–474. arXiv : 0802.1712 . Código Bibliográfico : 2008Natur.453..469S . doi : 10.1038 / nature06997 . PMID 18497815 . S2CID 453215 .  
  3. ^ Naeye, R .; Gutro, R. (21 de mayo de 2008). "El satélite Swift de la NASA captura la primera supernova en el acto de explotar" . NASA / GSFC . Consultado el 22 de mayo de 2008 .
  4. ↑ da Silva, LAL (1993). "La clasificación de las supernovas". Astrofísica y Ciencias Espaciales . 202 (2): 215–236. Bibcode : 1993Ap y SS.202..215D . doi : 10.1007 / BF00626878 . S2CID 122727067 . 
  5. ^ Montes, M. (12 de febrero de 2002). "Taxonomía de supernovas" . Laboratorio de Investigaciones Navales . Archivado desde el original el 18 de octubre de 2006 . Consultado el 9 de noviembre de 2006 .
  6. ↑ a b c d e f g Filippenko, AV (2004). "Supernovas y sus progenitores de estrellas masivas". El destino de las estrellas más masivas . 332 : 34. arXiv : astro-ph / 0412029 . Código Bibliográfico : 2005ASPC..332 ... 33F .
  7. ^ a b "Espectros de supernova de tipo Ib" . COSMOS - La enciclopedia de astronomía de SAO . Universidad Tecnológica de Swinburne . Consultado el 5 de mayo de 2010 .
  8. ^ Dray, LM; Tout, CA; Karaks, AI; Lattanzio, JC (2003). "Enriquecimiento químico por Wolf-Rayet y estrellas de ramas gigantes asintóticas" . Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 338 (4): 973–989. Código bibliográfico : 2003MNRAS.338..973D . doi : 10.1046 / j.1365-8711.2003.06142.x .
  9. ^ Pols, O. (26 de octubre - 1 de noviembre de 1995). "Progenitores binarios cercanos de supernovas de tipo Ib / Ic y IIb / II-L". Actas de la Tercera Conferencia de la Cuenca del Pacífico sobre el desarrollo reciente de la investigación de estrellas binarias . Chiang Mai, Tailandia. págs. 153-158. Código bibliográfico : 1997ASPC..130..153P .
  10. ^ Woosley, SE; Eastman, RG (20 al 30 de junio de 1995). "Supernovas tipo Ib e Ic: modelos y espectros". Actas del Instituto de Estudios Avanzados de la OTAN . Begur, Girona, España: Kluwer Academic Publishers . pag. 821. Código Bibliográfico : 1997ASIC..486..821W . doi : 10.1007 / 978-94-011-5710-0_51 .
  11. ^ Williams, AJ (1997). "Estadísticas iniciales de la búsqueda automatizada de supernovas de Perth" . Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia . 14 (2): 208–213. Código bibliográfico : 1997PASA ... 14..208W . doi : 10.1071 / AS97208 .
  12. ^ Ryder, SD; et al. (2004). "Modulaciones en la curva de luz de radio de la supernova 2001ig de tipo IIb: ¿evidencia de un progenitor binario Wolf-Rayet?". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 349 (3): 1093-1100. arXiv : astro-ph / 0401135 . Código bibliográfico : 2004MNRAS.349.1093R . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2004.07589.x . S2CID 18132819 . 
  13. ^ Sadler, EM; Campbell, D. (1997). "Una primera estimación de la tasa de supernova de radio" . Sociedad Astronómica de Australia . Consultado el 8 de febrero de 2007 .
  14. ^ Perets, HB; Gal-Yam, A .; Mazzali, PA; Arnett, D .; Kagan, D .; Filippenko, AV; Li, W .; Arcavi, I .; Cenko, SB; Fox, DB; Leonard, DC; Moon, D.-S .; Sand, DJ; Soderberg, AM; Anderson, JP; James, PA; Foley, RJ; Ganeshalingam, M .; Ofek, EO; Bildsten, L .; Nelemans, G .; Shen, KJ; Weinberg, NN; Metzger, BD; Piro, AL; Quataert, E .; Kiewe, M .; Poznanski, D. (2010). "Un tipo débil de supernova de una enana blanca con un compañero rico en helio". Naturaleza . 465 (7296): 322–325. arXiv : 0906.2003 . Código Bibliográfico : 2010Natur.465..322P . doi : 10.1038 / nature09056 . PMID 20485429 . S2CID  4368207 .
  15. ↑ Tsvetkov, D. Yu. (1987). "Curvas de luz de supernova tipo Ib: SN 1984l en NGC 991". Cartas de astronomía soviética . 13 : 376–378. Código Bibliográfico : 1987SvAL ... 13..376T .
  16. ^ Homeier, NL (2005). "El efecto de la contaminación de tipo Ibc en muestras de supernova cosmológica". El diario astrofísico . 620 (1): 12-20. arXiv : astro-ph / 0410593 . Código bibliográfico : 2005ApJ ... 620 ... 12H . doi : 10.1086 / 427060 . S2CID 18855749 . 

enlaces externos

  • Lista de todas las supernovas de Tipo Ib e Ic conocidas en The Open Supernova Catalog .

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