La publicación de datos más grande de supernovas relativamente cercanas (explosiones colosales de estrellas), que contiene tres años de datos del telescopio Pan-STARRS del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai (IfA), en la cima de Haleakalā en Maui, está disponible públicamente a través del Experimento de Supernova Joven (YSE).
El proyecto, que comenzó en 2019, inspeccionó más de 1.500 grados cuadrados del cielo cada tres días y descubrió miles de nuevas explosiones cósmicas y otras transitorias, docenas de ellos solo días u horas después de la explosión.
Los datos recientemente difundidos contienen información sobre cerca de 2.000 supernovas y otros objetos variables luminosos, con observaciones en múltiples colores. También es el primero en utilizar ampliamente las imágenes multicolores para clasificar las supernovas y estimar sus distancias.
Los astrofísicos utilizan grandes estudios de imágenes (estudios sistemáticos de grandes áreas del cielo a lo largo del tiempo) y diferentes partes del espectro electromagnético para muchos objetivos científicos. Algunos se utilizan para estudiar galaxias distantes y cómo evolucionan a lo largo del tiempo cósmico, o para observar regiones específicas del cielo que son especialmente importantes, como la galaxia de Andrómeda.
Como destaca Mark Huber, investigador principal del Instituto de Astrofísica en la Universidad de Hawai, «Pan-STARRS produce un flujo constante de descubrimientos transitorios, observando grandes áreas del cielo cada noche despejada con dos telescopios. Con más de una década de observaciones, Pan-STARRS opera uno de los mejores sistemas calibrados en astronomía, con una imagen de referencia detallada del cielo estático visible desde Haleakalā. Esto permite un rápido descubrimiento y seguimiento de supernovas y otros eventos transitorios, muy adecuado para programas como el Experimento de Supernova Joven”.
Explosiones extremadamente energéticas
Este experimento se diseñó para encontrar fuentes transitorias astrofísicas energéticas, como supernovas, eventos de interrupción de mareas y kilonovas (explosiones extremadamente energéticas). Estos transitorios evolucionan rápidamente, alcanzando su brillo máximo y luego desapareciendo después de unos días o meses.
Las imágenes de Pan-STARRS se transfieren al Centro de Tecnología de la Información, de la Universidad de Hawai, para su procesamiento inicial y calibración científica por parte de Pan-STARRS Image Processing Pipeline.
El procesamiento de alto nivel, el análisis detallado y el almacenamiento se realizaron utilizando sistemas informáticos en el Centro de Estudios Astrofísicos (CAPS), del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación (NCSA); la Universidad de California, en Santa Cruz; y el Centro de Cosmología Oscura (DARK), en el Instituto Niels Böhr de la Universidad de Copenhague.
El sondeo y las herramientas utilizadas para analizar los datos son precursores críticos del próximo sondeo heredado del espacio y el tiempo del Observatorio Vera C. Rubin, un nuevo telescopio de 8,4 metros que se está construyendo en Chile.
El Observatorio Rubin inspeccionará todo el cielo cada tres noches y descubrirá tantos objetos variables y explosivos que será imposible obtener observaciones de seguimiento detalladas. La capacidad de clasificar estos objetos sólo a partir de los datos de la encuesta será vital para elegir los más interesantes para que los astrónomos los apunten con otros telescopios.
Gautham Narayan, subdirector del Centro de Estudios Astrofísicos, dirige el análisis cosmológico de la muestra de datos con la ayuda Patrick Aleo, autor principal del artículo que difunde The Astrophysical Journal Supplement Series.
Supernovas y otras incógnitas
Narayan explica que “gran parte del Universo en el dominio del tiempo no está cartografiado. Todavía no conocemos los sistemas progenitores de muchas de las clases más comunes de transitorios, como las supernovas de tipo Ia, y aún usamos estas fuentes para tratar de comprender la historia de expansión de nuestro Universo. También hemos visto una contraparte electromagnética de una fusión binaria de estrellas de neutrones. Hay muchos tipos de transitorios que se predicen teóricamente, pero nunca se han visto en absoluto”.
Por último y en opinión de Ken Chambers, director Pan-STARRS, “esta colaboración con el Young Supernova Experiment hace un uso excepcional de la capacidad de Pan-STARRS para examinar rutinariamente el cielo en busca de fenómenos transitorios y objetos en movimiento. Hemos proporcionado una muestra sin precedentes de supernovas jóvenes, descubiertas antes de su pico de luminosidad que será un recurso importante para los investigadores y cosmólogos de supernovas durante muchos años. De cara al futuro, Pan-STARRS seguirá siendo un recurso crucial en el hemisferio norte para complementar el Observatorio Rubin en el hemisferio sur”.