El espectrógrafo WEAVE capta la interacción de la supernova SN 2023ixf con su entorno un año después de su explosión

Imagen de la galaxia M101 con la supernova SN 2023ixf señalizada días después de la explosión, el 19 de mayo de 2023. Crédito: Daniel López (IAC)
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Una investigación realizada con el nuevo espectrógrafo WEAVE, instalado en el Telescopio William Herschel (WHT) del Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), y en cuya construcción ha participado el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha permitido descubrir claras señales de interacción de choque en la supernova de tipo II SN 2023ixf. Casi un año después de la explosión, los datos obtenidos con WEAVE revelan complejas características de emisión que ofrecen nuevas pistas sobre los procesos que dan forma a las etapas finales de la evolución de las estrellas masivas.

SN 2023ixf, ubicada en la galaxia cercana M101, es la supernova de tipo II más próxima descubierta en la última década. Usando la gran unidad de campo integral de WEAVE, LIFU, un equipo liderado por la Universidad de Londres obtuvo el primer espectro de la supernova captado por este instrumento, aproximadamente, un año después del estallido. Los investigadores detectaron un patrón de emisión de hidrógeno (línea H-alfa) sorprendentemente complejo, con señales que revelan material moviéndose a velocidades extremas, de hasta 5650 kilómetros por segundo. Estas características indican que los restos de la supernova están colisionando con densas capas de material circunestelar (CSM) expulsado cientos de años antes de la explosión, inyectando energía adicional en el sistema. Esta es la primera vez que se observan signos de interacción de choque de este tipo en SN 2023ixf.

Estos resultados destacan el potencial de WEAVE para la investigación espectroscópica detallada de fenómenos transitorios. Al capturar las señales impulsadas por choques que moldean la evolución de SN 2023ixf, el estudio ofrece información clave sobre cómo las supergigantes rojas pierden masa en los siglos previos a su colapso, enriqueciendo así nuestra comprensión de los ciclos de vida de las estrellas masivas.

Izquierda: La figura muestra la imagen del lugar de la SN 2023ixf en M101 tomada por Pan-STARRS1 antes de la explosión, con la huella de la observación de WEAVE LIFU indicada por el hexágono. Derecha: Imagen reconstruida a partir de los datos recogidos por WEAVE, mostrando la supernova en colores azul, verde y rojo, que representan diferentes tipos de luz captados con filtros astronómicos estándar. La posición exacta de SN 2023ixf se señala con una cruz. Crédito: Kumar et al. 

La construcción de WEAVE

El desarrollo de WEAVE fue impulsado por el Isaac Newton Group of Telescopes (ING) tras una consulta a la comunidad astronómica sobre las futuras necesidades científicas del WHT. La propuesta respondió al consenso sobre la necesidad de un espectrógrafo multiobjeto, de gran campo y altas prestaciones, que permitiera complementar desde tierra los grandes cartografiados estelares realizados por misiones espaciales como Gaia (ESA), y abordar así algunos de los principales retos de la astrofísica en la próxima década.

En 2016, el acuerdo multilateral para diseñar y construir WEAVE fue firmado por los países del consorcio del ING (Reino Unido, España y los Países Bajos), a los que se unieron Francia e Italia. Cada país contribuyó con componentes clave y el ING se encargó de los sistemas auxiliares y la gestión general del proyecto. Por su parte, el IAC, desempeñó un papel decisivo en el desarrollo de varios componentes ópticos clave, lideró junto al ING el diseño del sistema de enfoque y contribuyó activamente a la coordinación del proyecto desde España.

Más información:

Nota de prensa del ING

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