Encuentran el eslabón perdido entre supernovas y agujeros negros

 

Durante muchos años, los astrofísicos han pensado que la explosión de una supernova podría originar un agujero negro o una estrella de neutrones. Sin embargo, no había podido captar la foto que demuestra que esta hipótesis es cierta.

Ahora sigue sin haber foto, literalmente hablando, pero por primera vez hay muchas pruebas que, unidas entre sí, demuestran que esa asociación entre supernovas y agujeros negros era cierta.

Lo más curioso es que todo empezó con la observación de un astrónomo aficionado. Sin saberlo, en 2022 un hombre sudafricano llamado Berto Monrad colocaba la primera pieza de un rompecabezas en el que después han trabajado a conciencia dos grupos independientes de astrofísicos. Los datos de ambos han logrado colocar las piezas que faltaban y parece que, aunque no se puede asegurar al cien por cien, gracias a ello estamos ante ese ansiado eslabón perdido.

Las estrellas pasan por varias fases a lo largo de su longeva vida. Primero tiene lugar su nacimiento, cuando la acumulación de polvo y gas rico en helio e hidrógeno de una nebulosa se condensa y colapsa. En esa fase estamos ante lo que se conoce como protoestrella. Después, esta se va calentando poco a poco, hasta alcanzar una temperatura adecuada para llevar a cabo la fusión nuclear

En este proceso, como su propio nombre indica, se fusionan los núcleos de átomos ligeros para dar lugar a otros más pesados. Las estrellas utilizan como combustible de la fusión nuclear de los átomos de hidrógeno. Es lo que, dicho muy grosso modo, mantiene encendida la estrella. La fusión nuclear podría expandir muchísimo la estrella, pero su propia gravedad, al ser un objeto muy masivo, compensa este efecto y la mantiene dentro de ciertos límites.

Todo sigue así hasta que el combustible se agota. Como consecuencia, la estrella pierde masa y su gravedad ya no es suficiente para evitar que se expanda. Aquí podrían ocurrir dos cosas, dependientes de su masa.  Si es una estrella de tamaño medio, cuando no queda combustible, se separan sus capas más externas, quedando solo su núcleo, al que conocemos como enana blanca. En cambio, si es mucho más masiva, cuando se gasta su combustible da lugar a una explosión, conocida como supernova.

Llegados a este punto, la hipótesis es que solo quedaría el núcleo ultradenso de la estrella inicial, que en los casos menos masivos se traduciría en una estrella de neutrones y en los inmensamente masivos en un agujero negro. Esto es lo que se ha pensado tradicionalmente. Pero faltaba ese eslabón perdido. Una serie de piezas que relacionaran la explosión de supernova con el nacimiento de estrellas de neutrones o agujeros negros. Y, gracias a la investigación que se acaba de publicar, esas piezas han podido colocarse en su lugar.

En mayo de 2022, Berto Monrad notificó el hallazgo de una supernova, que se bautizó como SN 2022jli, en el brazo espiral de la galaxia cercana NGC 157, a 75 millones de años luz de distancia. Esto llamó la atención de dos equipos separados de científicos, que se centraron en analizar las secuelas de dicha explosión, encontrando un comportamiento único.

Por un lado, se observaron datos llamativos en su brillo. Lo normal es que, tras la explosión de una supernova, su brillo se vaya reduciendo poco a poco, sin perturbaciones. Sin embargo, en este caso, un primer equipo de científicos, con base en la Universidad de Queen 's, en Belfast, observó unas fluctuaciones interesantes. A medida que el brillo disminuía, se producían oscilaciones cada 12 días aproximadamente. Era la primera vez que se veían este tipo de oscilaciones durante varios periodos en una supernova. Esto, con cualquier otra estrella, indicaría la presencia de una estrella compañera que orbita a su alrededor, obstruyendo la llegada de su brillo hacia los telescopios cada vez que se cruza delante de ellos.

Es lo que se conoce como sistema binario y resulta muy habitual. Ahora bien, ¿cómo pudo la estrella compañera sobrevivir a la impresionante explosión de la supernova? La respuesta fue posible gracias a datos tomados por un equipo dirigido desde el Instituto de Ciencias Weizmann, de Israel. Ellos habían observado esa misma fluctuación, pero también algo más. Concretamente, vieron movimientos periódicos de gas hidrógeno y ráfagas de rayos gamma en el sistema.

La unión de todos estos datos lleva a una conclusión en la que ambos equipos están de acuerdo. Que cuando la estrella compañera interactuó con el material arrojado durante la explosión de la supernova, su atmósfera rica en hidrógeno se volvió más hinchada de lo habitual. Después, cuando el objeto compacto que quedó tras la explosión atravesaba la atmósfera de la compañera en su órbita, robaba gas de hidrógeno, formando un disco caliente de materia a su alrededor. Este robo periódico de materia liberó mucha energía que sería la que se recogía como cambios regulares de brillo en las observaciones. Y este robo de energía, a bote pronto, solo podría corresponderse con una estrella de neutrones o un agujero negro.

Dos grupos independientes de científicos han llegado a la misma conclusión sobre supernovas y agujeros negros. Eso es lo más cerca que hemos estado nunca del deseado eslabón perdido. No obstante, es cierto que nada se puede afirmar con seguridad y que sería recomendable llevar a cabo más investigación, tanto en este sistema como en otro propicio para ello.

De cualquier modo, los resultados obtenidos de momento son emocionantes. Y es que no solo la evolución humana tiene eslabones perdidos cuya búsqueda se ha convertido casi en un santo grial.

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