Desaparece una estrella

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  • 31/05/2017

Astrofísica

Las estrellas de masa muy grande suelen estallar como supernovas, tras lo que dejan detrás una estrella de neutrones o un agujero negro. Pero hay estrellas de masa especialmente grande que quizá mueran cayendo sobre sí mismas casi enteras, sin expeler casi toda su masa explosivamente hacia el exterior.

Monthly Notices of the Astronomical Royal Society

Simulación por ordenador de los efectos gravitatorios visuales que se producirían alrededor de un agujero negro como los que hay en el centro de las galaxias (su masa es mucho mayor que la del agujero de que se habla en esta noticia) [NASA / ESA / STScI, D. Coe, J. Anderson & R. van der Marel].

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Imagínese que un artificiero coloca su explosivo, aprieta el detonador –a buena distancia, claro está– y no pasa nada. La dinamita no ha estallado. Pero ve también que la dinamita ya no está allí, que ha desaparecido. Con algo parecido se ha encontrado un grupo de astrónomos que lleva años observando una estrella gigante moribunda. En vez de explotar, de convertirse en una brillante supernova, simplemente desapareció de la imagen. La interpretación de los investigadores es que se derrumbó sobre sí misma sin que a eso lo acompañase un estallido; creó directamente un agujero negro. Si esta opinión resulta estar en lo cierto habríamos sido por primera vez testigos inmediatos del nacimiento de un agujero negro.

Una supernova marca el final de la mayor parte de las estrellas de masa elevada del universo. Cuando en lo más interno de una estrella gigante el núcleo colapsa (se derrumba sobre sí mismo), una poderosa onda de choque expulsa las capas que lo recubren: la mayor parte de la estrella es expulsada hacia el espacio, estalla. El núcleo colapsado se convierte en un objeto sumamente denso: una estrella de neutrones o un agujero negro. Claro está, se han observado numerosas explosiones así, pero solo unas pocas corresponden a estrellas de una masa especialmente grande. Algunas teorías ya predecían que estas podrían derrumbarse enteras, o casi enteras, hasta crear con toda esa masa un agujero negro sin que se produjese una explosión de supernova.

Christopher Kochanek y sus colaboradores, de la Universidad del Estado de Ohio en Columbus, buscan desde 2008 con el Gran Telescopio Binocular indicios de esas supernovas fallidas. Solo ha habido un objeto que hasta ahora se haya ganado su atención. Se encuentra en la galaxia NGC 6946, conocida como la de «los Fuegos Artificiales» por la relativa abundancia en ella de enormes explosiones estelares. El brillo de una estrella gigante, con una masa unas 25 veces la del Sol, N6946-BH1, aumentó durante unos meses. Su final parecía cercano, pero el brillo no siguió subiendo hasta ser como el de una supernova, ni muchísimo menos. Por el contrario, la estrella perdió brillo de nuevo, hasta que en 20215 casi ya no era visible.

En el estudio que ese grupo de investigadores acaba de publicar se explora esa región de manera más precisa. Ni siquiera con la potencia combinada de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer (un telescopio de infrarrojos) han podido encontrar la estrella. Solo en infrarrojos queda un ligero resplandor en el lugar de la observación original, demasiado débil para proceder de una estrella. Pudieron descartar diversas explicaciones de esta desaparición, como que una nube de polvo tapase la estrella. Concluyeron, pues, que N6946-BH1 tenía que haber colapsado hasta convertirse en un agujero negro. El débil resplandor infrarrojo provendría de gas residual, perteneciente a las partes externas de la estrella y que ahora estaba cayendo lentamente en el agujero negro.

Estas investigaciones permiten también hacerse una idea de la frecuencia de sucesos así, como explica Scott Adams, miembro del grupo de investigadores y autor principal del estudio: «N6946-BH1 es la única probable supernova fallida que hemos hallado en los siete primeros años de nuestras observaciones. En ese lapso hemos visto en las galaxias que estamos vigilando seis supernovas corrientes. Cabe presumir, pues, que de un 10 a un 30 por ciento de las estrellas de gran masa mueren como supernovas fallidas».

De ahí cabría encontrar la respuesta a otro problema aún por resolver. El detector de ondas gravitatorias LIGO halló en su primera observación de la fusión de dos agujeros negros en uno que ambos tenían una masa sorprendentemente alta. Según Krzystof Stanek, coautor del estudio, no pudieron originarse en explosiones comunes de supernova, en las que siempre se pierden las capas exteriores de la estrella. Pero las supernovas fallidas sí podrían explicar la elevada masa de aquellos dos agujeros negros.

Losa astrónomos resaltan sin embargo que se necesitan más investigaciones para confirman el hallazgo. El telescopio de rayos X Chandra y el telescopio espacial James Webb, que será puesto en órbita en octubre de 2018, podrían ayudar al respecto.

Más información en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: spektrum.de / Paul Heeren.

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