Agujeros Negros o Estrellas de Neutrones, Encuentran el eslabon perdido de las Supernovas
Se ha descubierto un vínculo directo entre la explosión y muerte de
estrellas masivas y la formación de los objetos más enigmáticos del
Universo: los agujeros negros y las estrellas de neutrones.
Cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas, colapsan bajo su propia gravedad de una forma tan rápida que se produce una violenta explosión conocida como supernova, tras la impactante explosión, lo que queda es el núcleo ultradenso o remanente compacto de la estrella.
Dependiendo de la masa que tenga la estrella, el remanente compacto será una estrella de neutrones (un objeto tan denso que una cucharadita de su material pesaría alrededor de un billón de kilogramos aquí en la Tierra) o un agujero negro (un objeto del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar).
Con la ayuda del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) y el New Technology Telescope (NTT) de ESO, se observaron los remanentes de la explosión de una supernova en una galaxia cercana, descubriendo evidencias del objeto compacto generado tras el evento.
La comunidad astronómica había detectado muchas pistas de eventos pasados que arrojaban luz sobre esta cadena de acontecimientos, Pero nunca antes habían visto este proceso en tiempo real, por lo que no se había podido obtener evidencia directa de que una supernova dejara un remanente compacto.
Un objeto, dos equipos
El golpe de suerte para los investigadores llegó en mayo de 2022, cuando el astrónomo aficionado, Berto Monard, descubrió la supernova SN 2022jli en el brazo espiral de la cercana galaxia NGC 157, situada a 75 millones de años luz de distancia. Dos equipos distintos centraron su atención en las secuelas de esta explosión y descubrieron que tenía un comportamiento único.
Tras la explosión, el brillo de la mayoría de las supernovas simplemente se desvanece con el tiempo; se presenta una disminución suave y gradual en la "curva de luz" de la explosión. Pero el comportamiento de SN 2022jli es muy peculiar: a medida que el brillo general disminuye, no lo hace suavemente, sino que cambia cada 12 días.
En el primer trabajo, se establece el vínculo directo, afirmó Ping Chen, investigador del Instituto Weizmann de Ciencias y autor principal de un estudio publicado hoy en la revista Nature y presentado en la 243ª reunión de la Sociedad Americana de Astronomía en Nueva Orleans.
Esta es la primera vez que se han detectado oscilaciones periódicas repetidas, a lo largo de muchos ciclos, en una curva de luz de supernova. Ya que en los datos de SN 2022jli se ve una secuencia repetitiva de brillo y desvanecimiento, declaró Thomas Moore, de la Universidad de Queen's de Belfast, quien dirigió un estudio a finales del año pasado en el Astrophysical Journal.
Tanto el equipo de Moore como el de Chen creen que la presencia de más de una estrella en el sistema SN 2022jli podría explicar este comportamiento. De hecho, no es inusual que las estrellas masivas orbiten junto a una estrella compañera en lo que se conoce como un sistema binario, y la estrella que causó la SN 2022jli no ha sido una excepción.
Un sistema doble inusual
Lo destacable de este sistema, sin embargo, es que la estrella compañera parece haber sobrevivido a la muerte violenta de su pareja y los dos objetos, el remanente compacto y la compañera, probablemente siguieron orbitando entre sí.
Los datos recopilados no les permitieron entender cómo la interacción entre los dos objetos causó los altibajos en la curva de luz. Encontraron las mismas variaciones en el brillo del sistema que el equipo de Moore había detectado, y movimientos de gas hidrógeno y ráfagas de rayos gamma en el sistema.
Uniendo todas las pistas, en general los dos equipos están de acuerdo en que cuando la estrella compañera interactuó con el material emitido durante la explosión de la supernova, su atmósfera rica en hidrógeno se hinchó más de lo habitual.
Luego, a medida que el objeto compacto que quedó después de la explosión cruzó la atmósfera de la compañera al orbitarse mutuamente, este a su vez robaría gas hidrógeno de la estrella, formando un disco caliente de materia a su alrededor. Este robo periódico de materia, o acreción, produjo una gran cantidad de energía que fue captada en las observaciones como cambios regulares de brillo.
Conclusiones
A pesar de que los equipos no pudieron observar la luz proveniente del objeto compacto en sí, concluyeron que esta acreción sólo puede deberse a una estrella de neutrones invisible, o posiblemente a un agujero negro, que absorbe materia de la atmósfera hinchada de la estrella compañera.
Declaró Chen. Pues aún con la presencia confirmada de un agujero negro o una estrella de neutrones, todavía hay mucho que desentrañar sobre este enigmático sistema, incluida la naturaleza exacta del objeto compacto o qué final podría esperar a este sistema binario.
Los telescopios de próxima generación, como el Extremely Large Telescope de ESO, programado para comenzar a operar a finales de esta década, ayudarán a desentrañar estos misterios, permitiendo a la comunidad astronómica revelar detalles sin precedentes de este inusual sistema.