Una cerilla se enciende por ambos extremos. Primero arde la cabeza y, un instante después, la llama envuelve el palito de madera. Algo parecido ocurre quizás en algunas supernovas de tipo Ia, solo que en lugar de una cerilla hay una enana blanca (una estrella del tamaño de la Tierra) y en lugar de fuego, una explosión termonuclear.
En 2022, los astrónomos observaron la supernova 2022an, un destello tenue y de extinción rápida, similar a los eventos del subtipo 91bg. Pero en su espectro, en el infrarrojo cercano, hallaron un detalle inusual: una estrecha línea de absorción en una longitud de onda de aproximadamente 1,037 micras. Se mantuvo desde el día 30 hasta el día 90 después del máximo de brillo. Esa línea es la "huella dactilar" de átomos de helio que vuelan hacia nosotros a 13 000 kilómetros por segundo. Para que te hagas una idea: a esa velocidad se podría viajar de la Tierra a la Luna en medio minuto.
¿De dónde salió entonces ese gas? En sistemas de este tipo, el helio suele poder ser "arrancado" de la superficie de la estrella compañera. Pero entonces su velocidad sería mucho menor, como la de una brisa, no como la de un huracán. Aquí las velocidades son enormes y la línea de helio es estrecha, como si el material hubiera sido expulsado en un solo cúmulo denso. Eso significa que el helio forma parte de la propia explosión: restos sin quemar de la envoltura exterior de la enana blanca. Esta es la primera prueba directa de que en las supernovas 91bg pueden conservarse capas de helio, tal como predicen los modelos de doble detonación: primero explota la delgada capa de helio de la estrella, y la onda de choque enciende el núcleo de carbono.
El descubrimiento pone al descubierto una laguna en la teoría: los cálculos actuales de la doble detonación de helio no modelan espectros en fases tan tardías como las de 2022an. Las observaciones se han adelantado a la teoría. Pero fue precisamente la espectroscopía infrarroja, capaz de ver a través del polvo y el gas, la herramienta que permitió "leer" la composición del material expulsado. Parece que, para entender cómo mueren las estrellas, hay que mirarlas en una luz invisible al ojo.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2605.07827
We present optical and near-infrared observations of the fast-declining Type Ia supernova (SN Ia) 2022an. The photometric and spectroscopic properties identify it as a standard 91bg-like event; however, our data reveal a relatively narrow absorption feature with a full width at half maximum (FWHM) of 75 angstroms near $$1.037\,\mu$$m in the rest frame of the observed spectra that persists from around 30 days to nearly 90 days after maximum light. We attribute this feature to He I $$1.083\,\mu$$m line with a blueshifted velocity of $$1.3\times10^{4}$$ km s$$^{-1}$$ and a FWHM of $$2.1\times10^{3}$$ km s$$^{-1}$$, supported by the detection of multiple optical He I transitions in earlier epochs at a higher velocity around $$1.5\times10^{4}$$ km s$$^{-1}$$. The high velocity of the helium could not be explained by helium external to the progenitor at the explosion, such as the stripped surface helium from a companion star. The properties of the helium absorption in SN 2022an spectra instead point to unburnt material in the outer ejecta, thus providing the most compelling evidence to date for helium-bearing ejecta in a 91bg-like SN Ia. Such helium has been predicted for sub-Chandrasekhar-mass double-detonation explosions involving a surface helium shell. No theoretical calculations of modern helium-shell double detonation have been performed at epochs similar to those observed for SN 2022an to study the effect of helium on their spectra, revealing a gap between observations and theoretical calculations in understanding the manifestation of helium in SNe Ia. Nevertheless, the discovery of persistent helium absorption in SN 2022an demonstrates the diagnostic power of NIR spectroscopy for understanding thermonuclear supernova explosions by probing the abundance and structure of their ejecta.
La línea de helio que vieron los astrónomos tiene un ancho de solo 75 ángstroms, unas 100 veces más delgada que el diámetro de un cabello humano si pudiéramos estirarlo a lo largo del espectro.