Fotografían por primera vez la fase inicial de una nova

La imagen de V1674 se tomó solo dos o tres días después de su descubrimiento. Muestra una explosión que claramente no es esféricamente simétrica. Hay dos flujos de eyectas, una hacia el noreste y otro hacia el suroeste, y una estructura elíptica que se extiende casi perpendicularmente a ellas. Esto es una prueba directa de que la explosión estuvo acompañada de múltiples eyectas que interactuaban entre sí.

Las observaciones espectroscópicas también detectaron diferentes componentes de velocidad en la serie Balmer de átomos de hidrógeno. Mientras que la línea de absorción anterior al pico era de unos 3,800 km/s, el componente que apareció después del pico alcanzó unos 5,500 km/s.

La cronología de este fenómeno tampoco es desdeñable. La nueva corriente en chorro apareció en las imágenes al mismo tiempo que la detección de rayos gamma de alta energía por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA. La colisión de las diferentes corrientes de velocidad formó una potente onda de choque que emitió rayos gamma.

Los resultados de V1405 fueron aún más sorprendentes. Las dos primeras observaciones durante el periodo de máxima actividad mostraron únicamente una fuente central brillante y pocas erupciones circundantes. El diámetro del centro es de unos 0.99 milisegundos cuadrados, lo que corresponde a un radio de unas 0.85 au (‘au’ es una unidad astronómica; 1 au es la distancia entre la Tierra y el Sol) en términos de distancia.

Si la capa exterior hubiera sido expulsada al comienzo de la erupción, se habría expandido a lo largo de 53 días a un ritmo estimado a partir de observaciones espectroscópicas y habría tenido un tamaño de 23-46 au. La gran discrepancia con las mediciones reales significa que una gran parte de la capa externa no fue expulsada completamente después de más de 50 días. Esto significa que se consideró que la capa exterior de la nova se encontraba en una fase de capa exterior común que envolvía a todo el sistema binario hasta el pico de luz visible.

La tercera observación mostró un cambio drástico en la estructura. La fuente central ahora representaba solo aproximadamente la mitad de la radiación total, y el resto provenía de la región expandida. En este punto, apareció un componente amplio de radiación, que viajaba a unos 2,100 km/s, detectado por el Telescopio Fermi y el Observatorio de Rayos Gamma Neil Gehrels-Swift de la NASA en rayos gamma y rayos X duros, respectivamente. La posterior liberación de material generó una nueva onda de choque, lo que resultó en la radiación de alta energía observada.

Física extrema revelada por un laboratorio cósmico

El descubrimiento demuestra que las novas son mucho más complejas que una única explosión. En los últimos 15 años de observaciones con el telescopio Fermi, se han detectado rayos gamma en el rango de gigaelectronvoltios procedentes de más de 20 novas. Las novas ya no pueden considerarse laboratorios para el estudio de las ondas de choque y la aceleración de partículas.

En particular, los resultados de V1405 sugieren que el movimiento orbital de las dos estrellas que componen la estrella binaria alrededor de la otra puede actuar como una fuerza para empujar hacia fuera la capa exterior que ha sido inflada por la explosión. En las novas de evolución lenta, la capa exterior en expansión envuelve todo el sistema binario durante varias semanas. Estos fenómenos brindan una rara oportunidad de observar el proceso evolutivo cuando dos estrellas están muy próximas, justo delante de nuestros ojos. Se cree que más del 10% de las estrellas del Universo sufren este proceso, pero el mecanismo detallado sigue sin explicarse.

Antes consideradas simples explosiones, las novas están resultando ser fenómenos mucho más ricos y fascinantes de lo que se había imaginado. A través de una nueva ventana de imágenes interferométricas directas, la verdadera naturaleza del fenómeno más dramático del universo está empezando a emerger.

(Editado por Daisuke Takimoto)

Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.