Confirman que supernovas dan origen a los agujeros negros

Un equipo de astrónomos y astrónomas confirmó, con la ayuda del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO) y el New Technology Telescope (NTT) de ESO, la existencia de un vínculo entre las supernovas -la explosión que sufren ciertas estrellas al final de sus vidas- y la formación de los llamados agujeros negros y estrellas de neutrones.

La idea de que había una relación entre las supernovas y los otros dos fenómenos no era nueva, pero hasta ahora no se había podido obtener una evidencia directa.

"En nuestro trabajo, establecemos un vínculo directo", dijo Ping Chen, investigador del Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) y autor principal de un estudio publicado este miércoles en la revista Nature y presentado en la 243ª reunión de la Sociedad Americana de Astronomía en Nueva Orleans, Estados Unidos, en un comunicado difundido por ESO.

Todo empezó en mayo de 2022, cuando el astrónomo aficionado sudafricano 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.

El comportamiento de SN 2022jli, en cambio, era muy peculiar, ya que a medida que el brillo general disminuye, no lo hace de forma paulatina, sino que oscila hacia arriba y hacia abajo en períodos de cerca de 12 días.

"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", señaló Thomas Moore, estudiante de doctorado en la Universidad de Queen's de Belfast (Irlanda del Norte), quien dirigió un estudio de la supernova publicado 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 formen junto a una estrella compañera lo que se conoce como un sistema binario, y la estrella que causó la SN 2022jli no ha sido una excepción.

Lo destacable de este sistema es que la estrella compañera parece haber sobrevivido a la muerte violenta de su pareja y los dos cuerpos, el remanente compacto y la compañera, probablemente siguieron orbitándose el uno al otro.

Los datos recopilados por el equipo de Moore, que incluyeron observaciones con el telescopio NTT de ESO, ubicado en el desierto de Atacama (Chile), no les permitieron precisar exactamente cómo la interacción entre los dos objetos causó los altibajos en la curva de luz.

El equipo de Chen tenía observaciones adicionales. Encontraron las mismas fluctuaciones regulares en el brillo visible del sistema que el equipo de Moore había detectado, y también detectaron movimientos periódicos de 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.

 A medida que el objeto compacto que quedó después de la explosión cruzó la atmósfera de la compañera, le quitó hidrógeno a la estrella formando un disco caliente de materia a su alrededor.

A pesar de que los equipos no pudieron observar la luz proveniente del objeto compacto en sí, concluyeron que este robo de energía solo 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.

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.

EH