Progenitores de Supernovas a partir del Análisis de la Emisión Temprana

• Autores: Ertini, Keila Yael
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Folatelli, Gastón; Anderson, Joseph Paul
• Materia: Ciencias Astronómicas; Supernovas; Estrellas; Emisión
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

El objetivo de esta tesis es investigar las propiedades observacionales de distintos tipos de supernovas (SN), con especial énfasis en la emisión temprana, para inferir características de sus sistemas progenitores. Para ello, se realiza un análisis detallado de curvas de luz y espectros de SNs superluminosas (SNSL), SNs ricas en calcio y SNs ricas en hidrógeno (SNs II). A partir del estudio de estos eventos, se busca contribuir a responder una de las preguntas abiertas más relevantes en astrofísica: ¿qué procesos evolutivos en estrellas masivas determinan el tipo de supernova que finalmente producen? El capítulo 2 de esta tesis aborda el origen aún incierto de las SNSLs, cuyas altas luminosidades no pueden explicarse con modelos convencionales. Una forma de investigar sus sistemas progenitores es comparar sus curvas de luz bolométricas con modelos hidrodinámicos; sin embargo, la escasez de datos en múltiples bandas fotométricas suele impedir su construcción. Por ello, este capítulo se enfocó en obtener relaciones entre las correcciones bolométricas y colores ópticos de SNSLs. Se construyó una muestra de 9 SNSLs con observaciones en el ultravioleta, óptico e infrarrojo, y con espectros bien muestreados en el tiempo. Calculamos las correcciones K para todos los objetos, encontrando una evolución novedosa de esta corrección a corrimiento al rojo fijo. Finalmente, derivamos sus curvas de luz bolométricas y obtuvimos una relación preliminar con los colores ópticos. El capítulo 3 presenta un estudio detallado de la SN 2021gno, una SN rica en calcio que exhibe un doble pico en su curva de luz, característica compartida con solo tres casos previos. Nuestras observaciones fotométricas comenzaron apenas un día después del descubrimiento y se extendieron por 100 días, además de obtenerse más de 20 espectros a lo largo de su evolución. Realizamos un estudio exhaustivo de sus curvas de luz y espectros y obtuvimos que las observaciones son compatibles con un sistema progenitor formado por una estrella con una envoltura ampliamente removida en un sistema binario, donde la fase inicial de enfriamientose explica por la presencia de una material circunestelar (CSM) extendido alrededor de dicho progenitor. El capítulo 4 se enfoca en el estudio de las SNs II, las explosiones terminales más comunes. Existen evidencias sóidas que vinculan a estas SNs con progenitores supergigantes rojas, y en la útima década se ha detectado que la mayoría presenta signos de interacción con CSM. Sin embargo, el origen de este CSM continúa siendo una cuestión abierta. Para abordar esta problemática, construimos una muestra de 68 SNs II con un buen muestreo en fases tempranas, incluyendo cerca de 200 espectros obtenidos a lo largo de su evolución. Las observaciones tempranas permitieron estudiar la prevalencia de la interacción con CSM, revelando que las SNs con signos espectroscópicos tempranos de interacción también muestran propiedades fotométricas y espectroscópicas peculiares en fases tardías. Estos resultados desafían los modelos tradicionales y sugieren que la interacción con el CSM puede tener un impacto significativo en la evolución tardía de las SNs II. A fin de complementar el trabajo de la muestra de SNs II, en el capítulo 5 realizamos un estudio detallado de la SN 2024ggi, una de las más cercanas de la última década, que cuenta con evidencias de interacción con un CSM. Mediante múltiples observaciones tempranas, pudimos caracterizar su sistema progenitor y las características del CSM que lo rodeaba.
Doctor en Astronomía
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas