Astrónomos observan por primera vez la etapa inicial de explosión de una supernova

La frase que dice somos polvo de estrellas volvió a cobrar sentido luego del descubrimiento de una supernova situada en una galaxia no muy lejana que explotó hace unos 20 millones de años, arrojando a toda velocidad por el espacio varios elementos que representan los componentes básicos de la vida.

Hace un año, por casualidad, la luz que emitía llegó a la Tierra, y allí un equipo de científicos israelíes la observó por primera vez y recogieron datos sobre las primeras etapas de la explosión, conocida como supernova.

Un astrónomo amateur que estaba observando dicha galaxia avisó a los investigadores que algo parecía estar ocurriendo. Rápidamente enfocaron sus telescopios hacia la estrella y comenzaron a documentar las primeras etapas de la explosión.

Utilizando múltiples telescopios, incluido el Observatorio W. M. Keck en Hawai, investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias pudieron recopilar datos precisos de una supernova única llamada SN 2023ixf. La imagen que reúnen ofrece una visión detallada de los orígenes de elementos cruciales que nos rodean, como el calcio de nuestros dientes y el hierro en nuestra sangre.

“En realidad, estamos viendo el horno cósmico en el que se forman los elementos pesados. Estamos observando mientras se forman. Esta es realmente una oportunidad única”, describió el astrofísico Avishay Gal-Yam.

Los hallazgos, publicados en la revista Nature, también indican que la estrella gigante, situada en una galaxia vecina llamada Messier 101, probablemente dejó un agujero negro tras su explosión.

El equipo de astrónomos que hizo el descubrimiento y que incluía al estudiante de doctorado y autor principal del estudio, Erez Zimmerman, se puso en contacto con la NASA, que modificó su programa y dirigió el telescopio espacial Hubble hacia la supernova. Esto permitió observar en una fase temprana la luz ultravioleta de la explosión.

Además de rastrear elementos como carbono, nitrógeno y oxígeno lanzados al espacio, los datos ultravioletas mostraron una discrepancia entre la masa inicial de la estrella y la masa expulsada al espacio durante la explosión. “Sospechamos que tras la explosión quedó un agujero negro recién formado que no estaba allí antes. Es el remanente de la explosión. Un poco de la masa de la estrella colapsó hacia el centro y creó un nuevo agujero negro”, explicó Gal-Yam.

Los agujeros negros son objetos extraordinariamente densos con una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Tras crear una especie de huella dactilar de la supernova de principio a fin, Gal-Yam dijo que esto podría ayudar a los científicos a identificar supernovas en otros lugares. “Quizá en los próximos años podamos anticipar, no para todas las estrellas, pero tal vez para algunas de ellas, que esta estrella que sospechamos, va a explotar”, añadió Gal-Yam.

Hasta hace poco, las supernovas se consideraban raras y se conocían ocurrencias en la Vía Láctea que ocurrían, en el mejor de los casos, una vez por siglo, iluminando el cielo nocturno con la intensidad de 100 millones de soles. La última explosión observable en nuestra galaxia tuvo lugar hace cientos de años.

Desde entonces, los avances en la tecnología de los telescopios han ayudado a identificar supernovas en galaxias distantes, proporcionando más datos de los que antes eran posibles. Aún así, persiste el mismo problema: dado que las explosiones no se pueden predecir, los astrofísicos son como arqueólogos espaciales: generalmente llegan al lugar después del evento e intentan recopilar información de los restos.

El equipo del Instituto Weizmann de Ciencias solicitó tiempo de investigación en el Telescopio Espacial Hubble, con la esperanza de recopilar datos espectrales ultravioleta (UV) sobre 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: la supergigante roja explotando en una galaxia vecina llamada Messier 101, también conocida como la galaxia Molinete.

“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”, precisó Zimmerman. No sólo lograron que el Hubble tomara las coordenadas y el ángulo correctos 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, el equipo pudo adquirir datos anteriores a la eventual desaparición de la estrella (cuando todavía era solo una supergigante roja en sus etapas finales de vida), creando así el retrato más completo de una supernova: una combinación de sus últimos días y su muerte.