Astrónomos encuentran la estrella más joven del Universo: solo 33 años
Nuevas observaciones del telescopio ALMA respaldan que una estrella de neutrones se esconde en la supernova 1987A, los restos de una explosión estelar detectada hace 33 años.
De ser cierto, se trataría de la estrella de
neutrones más joven observada a la fecha.
Desde que fueron testigos del nacimiento de la Supernova
1987A (SN 1987A) a partir de una de las explosiones estelares más brillantes
del cielo nocturno, los astrónomos han buscado sin tregua indicios de un objeto
compacto que debería haberse formado en los remanentes de la explosión.
Al haber detectado partículas conocidas como
neutrinos en la Tierra el día de la explosión (el 23 de febrero de 1987), los
científicos pensaban que se había formado una estrella de neutrones en el
centro colapsado de la estrella. No obstante, como no encontraron más indicios que
probara la existencia de dicha estrella, empezaron a preguntarse si no habría
terminado colapsando y formando un agujero negro. Así, los científicos llevaban
décadas esperando una señal de este objeto oculto detrás de una espesa nube de
polvo.
Hace poco, gracias a observaciones realizadas con el
radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), se
obtuvieron los primeros indicios de la existencia de la estrella de neutrones
tras la explosión. Las imágenes en resolución extremadamente alta de ALMA
revelaron una 'mancha' caliente en el polvoriento núcleo de SN 1987A. Esa
mancha es más caliente que su entorno y coincide con la supuesta ubicación de
la estrella de neutrones.
"Nos sorprendió bastante descubrir esta mancha
caliente compuesta por una densa nube de polvo en el remanente de
supernova", reconoce Mikako Matsuura, astrónoma de la Universidad de
Cardiff que integra el equipo de científicos que descubrió la mancha usando
ALMA. "Debe haber algo en la nube que ha calentado el polvo y lo ha hecho
brillar. Por eso creemos que hay una estrella de neutrones oculta dentro de la
nube de polvo".
Aunque la astrónoma y su equipo celebraron el
hallazgo, el intenso brillo de la mancha parecía ser un misterio.
"Creíamos que era demasiado brillante para ser una estrella de neutrones,
pero luego Dany Page y su equipo publicaron un estudio que postula que las
estrellas de neutrones pueden ser así de brillantes debido a que son muy
jóvenes", explica.
Una versión
moderna del Santo Grial
Dany Page es un astrofísico de la Universidad
Nacional Autónoma de México que ha estudiado SN 1987A desde el principio.
"Yo estaba en pleno doctorado cuando se produjo la supernova. Fue uno de
los acontecimientos más importantes de mi vida, y me hizo cambiar el rumbo de
mi carrera para tratar de desvelar el misterio", cuenta. "Es una
versión moderna del Santo Grial".
El estudio teórico de Page y su equipo, publicado en
The Astrophysical Journal, avala la tesis defendida por el equipo de ALMA,
según la cual la mancha de polvo brilla por influencia de la estrella de
neutrones. "Pese a la gran complejidad de las explosiones de supernova y
las condiciones extremas que reinan al interior de las estrellas de neutrones,
la existencia de una mancha de polvo caliente confirma varias predicciones",
explica Dany Page.
Entre ellas, se encuentra la ubicación y la
temperatura de la estrella de neutrones. De acuerdo con modelos informáticos de
supernovas, la explosión "expulsó" la estrella de neutrones de su
lugar de nacimiento a una velocidad de cientos de kilómetros por segundo
(decenas de veces más rápido que el cohete más veloz fabricado a la fecha por
los humanos). Y la mancha se encuentra exactamente donde los astrónomos
predijeron que habría una estrella de neutrones hoy. En tanto, la temperatura
de dicha estrella, que según las predicciones tendría cerca de 5 millones de
grados Celsius, proporciona la energía suficiente para iluminar la mancha como
se ve hoy.
No es un
púlsar ni un agujero negro
Al contrario de lo que muchos esperaban, la estrella
de neutrones probablemente no sea un púlsar. "La energía de un púlsar
depende de cuán rápido gira y de la intensidad de su campo magnético, y estos
dos factores tendrían que arrojar valores muy específicos para coincidir con
las observaciones. En tanto, la energía térmica emitida por la superficie
caliente de una joven estrella de neutrones coincide a la perfección con los
datos obtenidos", explica Dany Page.
"La estrella de neutrones se comporta
exactamente como esperábamos", agrega James Lattimer, de la Universidad
Stony Brook, de Nueva York, quien forma parte del equipo de investigación de
Dany Page. James Lattimer también ha seguido SN 1987A de cerca, y antes de que
esta surgiera ya había publicado predicciones acerca de la señal de neutrinos
emanada de las supernovas que, ulteriormente, coincidieron con las
observaciones.
"Esos neutrinos son un indicio de que nunca se
formó un agujero negro. Por lo demás, la presencia de un agujero negro
difícilmente explicaría el brillo de la mancha que se ha observado. Comparamos
todas las posibilidades y llegamos a la conclusión de que la explicación más
plausible era la existencia de una estrella de neutrones caliente".
Esta estrella de neutrones consistiría en una bola
de materia ultradensa y extremadamente caliente de 25 km de diámetro. Una
cucharada de ese material pesaría más que todos los edificios de Nueva York
juntos. Y al tener solo 33 años, sería la estrella de neutrones más joven que
se haya observado. La segunda estrella de neutrones más joven que conocemos se
encuentra en el remanente de supernova Cassiopeia A, y tiene 330 años.
Solo una imagen directa de la estrella de neutrones
demostraría definitivamente su existencia, pero para eso los astrónomos tienen
que esperar algunos decenios más hasta que el polvo y el gas del remanente de
supernova se despeje un poco.
Aunque muchos telescopios han obtenido imágenes de
SN 1987A, ninguno de ellos ha logrado observar su núcleo con tanta precisión
como ALMA. Las observaciones realizadas anteriormente con ALMA en 3D ya habían
revelado los tipos de moléculas encontrados en el remanente de supernova y
habían confirmado que producían grandes cantidades de polvo.
"Este hallazgo es el resultado de años de
observaciones realizadas con ALMA que muestran el núcleo de la supernova con
niveles de detalle cada vez mayores gracias a las mejoras continuas hechas al
telescopio y el procesamiento de datos", señala Remy Indebetouw, del
Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos y la Universidad de
Virginia, quien ha integrado el equipo de producción de imágenes de ALMA.
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