La humanidad lleva mucho tiempo mirando a los cielos en busca de respuestas. Los relatos de supernovas (estrellas en explosión) se remontan a miles de años atrás, pero si bien hoy sabemos que estos eventos crean los componentes básicos de la vida misma, las condiciones que causan la explosión de una estrella siguen siendo un gran misterio. Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias han logrado importantes avances hacia una mejor comprensión de estos fascinantes fenómenos que nos crearon a nosotros y a todo lo que conocemos. Gracias a una combinación de suerte y determinación, pudieron recopilar datos de una supernova única en la vida. Sus hallazgos se publican hoy en Nature.
Hasta hace muy poco, las supernovas se consideraban un fenómeno extremadamente raro: ocurrían en nuestra galaxia una vez por siglo, en el mejor de los casos, mientras que la última explosión observable tuvo lugar hace cientos de años. Los avances en la tecnología de los telescopios no pueden ayudar a recrear el sorprendente efecto que debieron tener en nuestros antepasados, quienes pudieron presenciar supernovas iluminando el cielo nocturno con la intensidad de cien millones de soles. Sin embargo, estos avances lo compensan ayudando a identificar supernovas en galaxias distantes y proporcionando muchos más datos de los que antes eran posibles. Aún así, persiste el mismo problema: dado que no podemos predecir la ocurrencia de una explosión, los astrofísicos generalmente tienen que desempeñar el papel de arqueólogos espaciales, llegando al lugar después de que el evento ya haya ocurrido e intentando improvisar información a partir de los restos.
«Eso es lo que hace que esta supernova en particular sea diferente», dice el estudiante de doctorado Erez Zimmerman del grupo del profesor Avishay Gal-Yam en el Departamento de Física de Partículas y Astrofísica de Weizmann. «Pudimos, por primera vez, seguir de cerca una supernova mientras su luz emergía del material circunestelar en el que estaba incrustada la estrella en explosión». En términos más simples, esto equivalía a llegar a la escena del crimen mientras el asesinato aún se estaba produciendo.
Los científicos son los primeros en admitir que tuvieron mucha suerte. El equipo de Gal-Yam solicitó tiempo de investigación en el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, con la esperanza de recopilar datos espectrales UV de cualquier supernova que interactúe con su entorno. En cambio, tuvieron la oportunidad de presenciar en tiempo real una de las supernovas más cercanas en décadas: una supergigante roja explotando en una galaxia vecina llamada Messier 101.
Por supuesto, si bien la suerte brindó la oportunidad y los medios, los investigadores aún necesitaban recopilar los datos, lo que requirió mucho trabajo duro. La supernova fue descubierta un viernes, al comienzo del fin de semana en Israel y justo antes del fin de semana en el Instituto Científico del Telescopio Espacial de Baltimore, el centro de operaciones del Telescopio Hubble. Para complicar aún más las cosas, tuvo lugar dos días antes de la boda de Zimmerman. El equipo perseveró y pasó toda la noche ese mismo viernes, entregando las mediciones necesarias a la NASA en el último momento. «Es muy raro, como científico, que tengas que actuar con tanta rapidez», dice Gal-Yam. «La mayoría de los proyectos científicos no se llevan a cabo en medio de la noche, pero surgió la oportunidad y no tuvimos más remedio que responder en consecuencia».
La oportunidad era doblemente tentadora por sus coordenadas. El equipo no sólo logró que el lento Hubble adoptara el ángulo correcto para registrar los datos necesarios, sino que debido a la relativa proximidad de la explosión, resultó que el Hubble ya había realizado grabaciones en este sector del universo muchas veces antes. En cuanto a los archivos de la NASA, los miembros del equipo de Gal-Yam y muchos otros grupos pudieron adquirir datos anteriores a la eventual desaparición de la estrella (cuando todavía era sólo una supergigante roja en sus etapas finales de vida), creando así el retrato más completo de una supernova jamás: una combinación de sus últimos días y su muerte.
Afortunadamente, su determinación dio sus frutos. Al analizar los datos de rayos UV y X recibidos de los satélites Hubble y Swift de la NASA, así como de muchos de los mejores telescopios del mundo, los investigadores pudieron mapear las dos capas exteriores de la estrella en explosión y generar una hipótesis extraordinaria. . "Los cálculos del material circunestelar emitido en la explosión, así como de la densidad y masa de este material antes y después de la supernova, revelan una discrepancia, lo que hace muy probable que la masa faltante terminara en un agujero negro que se formó después de la explosión, algo que normalmente es muy difícil de determinar", dice el estudiante de doctorado Ido Irani del equipo de Gal-Yam.
«Las estrellas se comportan de manera muy errática en su tercera edad», dice Gal-Yam. «Se vuelven inestables y normalmente no podemos estar seguros de qué procesos complejos ocurren dentro de ellos, porque siempre comenzamos el proceso forense después del hecho, cuando muchos de los datos ya se han perdido». Por la proximidad de la estrella
Debido a la alta calidad de los datos recopilados, «este estudio presenta una oportunidad única para comprender mejor los mecanismos que conducen a la conclusión de la vida de una estrella y a la eventual formación de algo completamente nuevo», dice Zimmerman.
¿Qué pasará con la materia que formó la antigua supergigante roja de Messier 101? Probablemente nunca lo sabremos, pero las últimas etapas de la supernova aún están en curso y todavía están llegando nuevos datos. Por lo tanto, es posible que, después de todo, este estudio y otros que seguirán nos ayuden a comprender mejor cómo llegamos aquí.