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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Científicos descubren momento crítico previo a la muerte de las estrellas

El descubrimiento se publicó en la revista Nature Astronomy.

El descubrimiento se publicó en la revista Nature Astronomy.

Francisco Forster, investigador del CMM, el MAS y el Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile.

Francisco Forster, investigador del CMM, el MAS y el Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile.

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Investigadores del Centro de Modelamiento Matemático y del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile participaron en el hallazgo en el cual detectaron un brillo previo al estallido que no estaba pronosticado en los modelos. Para hacerlo, utilizaron técnicas de ciencia de datos desarrolladas en Chile inéditas para la Astronomía, aprendizaje de máquinas y supercomputación.

La revista Nature Astronomy publicó recientemente el artículo The delay of shock breakout due to circumstellar material evident in most Type II Supernovae, escrito por investigadores del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) y del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) e instituciones internacionales, tras cuatro años de trabajo. Los hallazgos cambiarán lo que se sabe sobre explosiones de supernovas y la muerte de las estrellas.

En particular, el grupo descubrió que las supernovas generadas a partir de supergigantes rojas, estrellas de gran tamaño en etapas avanzadas de su vida, presentan un destello antes de la explosión principal no pronosticado por los modelos actuales. Este brillo se explica por el choque entre el gas en expansión de la supernova y un material de origen desconocido que rodea la estrella, explica Francisco Förster, investigador del CMM y del MAS, líder de la investigación. “La presencia de este material permite extraer parte de la enorme energía producida durante la explosión y convertirla en luz que podemos detectar”, sostiene.

El descubrimiento fue posible gracias a que las explosiones fueron observadas en tiempo real en sus etapas iniciales desde el Telescopio Blanco de Cerro Tololo. Para ello, se utilizaron técnicas de análisis de datos hechas en Chile, inéditas para la astronomía: el supercomputador más poderoso del país ubicado en el Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento, aprendizaje de máquinas, y modelos astrofísicos creados en Japón.

"Este trabajo se enmarca en el trabajo que el CMM realiza en torno a adquirir y estructurar bases de datos complejos, formular metodologías para dar sentido a estas bases e interpretar los resultados", dice Alejandro Maass, director del Centro de Modelamiento Matemático. "Es un salto en los desafíos que la data science trae para la sociedad, la academia y la industria", agrega.

Para Takashi Moriya, astrónomo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, “estos hallazgos dan pistas acerca del misterioso comportamiento de las estrellas masivas a punto de explotar. Cuando la estrella está agotando su combustible, algún mecanismo en su interior provocaría la pérdida de material en sus regiones más externas justo antes de la explosión, pero no tenemos una idea clara del mecanismo que provocaría lo anterior”.

Para Förster, el hallazgo abrirá pasos a nuevas investigaciones gracias a los grandes telescopios que se están construyendo en el norte, como el Large Synoptic Survey Telescope, que barrerá todo el cielo cada tres noches. “Esto va a permitir tener muestras más grandes de estas supernovas, con las que entenderemos mejor este fenómeno”, indica.

En la investigación participaron un grupo interdisplinario de astrónomos, matemáticos e ingenieros en computación en diversas instituciones tales como: el Centro de Modelamiento Matemático (CMM), el Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), El Centro de Astrofísica CATA, además de otras instituciones internacionales.

Comunicaciones CMM - U. de Chile

Lunes 3 de septiembre de 2018

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