El hallazgo de una estrella confirma la predicción de astrónomos argentinos

El telescopio espacial Hubble acaba de darle la razón a tres científicos del Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP) al detectar una estrella desconocida cuya existencia ellos predijeron dos años atrás. Se trata de Gastón Folatelli y Melina Bersten, investigadores adjunto y asistente del CONICET, respectivamente, y Omar Benvenuto, investigador de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Los dos primeros se radicaron recientemente en la Argentina luego de cuatro años de trabajo en el Instituto Kavli para la Física y Matemática del Universo (IPMU, según sus siglas en inglés) de la Universidad de Tokyo como parte del equipo de Ken'ichi Nomoto, científico japonés de gran reconocimiento mundial.

La otra protagonista es una estrella llamada SN 2011dh, que el equipo de científicos comenzó a estudiar tres años atrás, cuando su detección llamó la atención de expertos internacionales por su color; lejos de los rojos o azules que suelen caracterizarlas, ésta era amarilla. ¿Por qué tenía esa tonalidad? ¿Se trataría de una supernova, es decir una explosión estelar, aunque no hubiera antecedentes de algo similar?

Investigadores de todo el mundo se abocaron a la búsqueda de respuestas, y el equipo local no fue la excepción. Con datos e imágenes estelares de archivo, predijo que efectivamente se trataba de lo que se conoce como el progenitor de una supernova, y fue más allá: describió las características que debía tener la otra estrella junto a la cual formaba un mismo sistema binario.

Esas estimaciones fueron publicadas en octubre de 2012 en la revista The Astrophysical Journal en forma de descripciones muy precisas que ubicaban a la estrella que explotó en una galaxia llamada Messier 51, con un brillo y color bien definidos. En agosto de este año, nuevas observaciones espaciales confirmaron que estaban en lo cierto. Las conclusiones que lo prueban acaban de aparecer en The Astrophysical Journal Letters, otra importante revista científica.

De la conclusión a las evidencias

“Yo sabía que la íbamos a encontrar, creo que fui el más confiado del grupo”, cuenta Benvenuto en referencia a la estrella, distante de nuestro planeta a 23 millones de años luz, una cifra prácticamente inimaginable teniendo en cuenta que el Sol se encuentra apenas a 8 minutos luz. “En los sistemas binarios siempre hay una estrella más masiva, es decir más grande, que la otra. Cuando sobrepasa cierto volumen, comienza a perder material. El principal elemento químico que se escapa es hidrógeno, que entra en la órbita de su compañera y la modifica”, explica.

Imágenes espaciales de 2005 les mostraron en ese sector del espacio una estrella súper gigante amarilla. Benvenuto y Bersten partieron de la hipótesis de que no era otra que la progenitora de SN 2011dh antes de explotar, y la estudiaron teniendo en cuenta una de las principales características de las supernovas: su intenso brillo, que no permite ver nada más a su alrededor.

“Teníamos las últimas fotos, donde se veía la evolución de la supernova luminosa, y las anteriores, que nos mostraban una estrella amarilla. Con esos datos, generamos modelos matemáticos para simular las distintas variables implicadas y así calcular las probabilidades de que fueran el antes y después”, relata la investigadora, y continúa: “Lo primero que probamos fue que efectivamente la supernova tenía que haber sido muy voluminosa: un radio 250 veces más grande que el del Sol, primer punto que se correspondía con la estrella amarilla detectada”.

Convencidos de que se trataba del mismo cuerpo en distintos momentos de su evolución, los científicos continuaron calculando hacia atrás, deduciendo cómo tenía que haber sido esa estrella en épocas pretéritas. “La que explotó tenía características perfectamente compatibles con un sistema binario en la que giraran una alrededor de la otra”, explican los científicos, y agregan: “En esa dinámica, naturalmente la atracción gravitatoria entre ellas llevó a que la más grande fuera perdiendo material y tomando un tono amarillo”.

Pero su hipótesis carecía de una prueba crucial: la estrella compañera. “El otro miembro del sistema binario tenía que estar en las imágenes; necesitábamos hallarlo. Con nuestros cálculos, predijimos que se trataría de una estrella más pequeña, caliente y de color azul. Y describimos también las condiciones en que debía encontrarse si nuestras deducciones eran acertadas. Y lo publicamos”, relata Bersten.

Lo único que faltaba era verla. Hasta no hace mucho tiempo, el resplandor de la supernova dominaba todo esa zona del espacio y no permitía vislumbrar nada más. Pero los científicos sabían que era una cuestión momentánea. “El brillo de una supernova va perdiendo intensidad una vez que se ha expandido lo suficiente. Si nuestro modelo binario era correcto, para ver a la estrella compañera era necesario esperar unos tres años. Por eso teníamos que buscar en el cielo a partir de la segunda mitad de 2014, y no en cualquier otro momento”, señala Benvenuto.

Finalmente, el desenlace esperado llegó hace algunas semanas, con el turno que Folatelli gestionó ante el telescopio espacial Hubble en marzo de 2013. El instrumento apuntó, disparó, y encontró lo que los investigadores habían descripto el año pasado. “El hallazgo es totalmente novedoso; se trata de un objeto cuya existencia fue predicha con enorme precisión. La imagen le da un apoyo muy fuerte al esquema teórico que desarrollamos. Fue al revés de lo que generalmente sucede: aquí ya teníamos el resultado e hicimos las observaciones para demostrarlo”, apunta Benvenuto.

“Guardábamos muchas esperanzas en el hallazgo, pero no esperábamos que se viera tan nítidamente porque la estrella que buscábamos era muy débil”, señala Folatelli, dedicado al estudio de las observaciones que devolvieron las imágenes, y subraya que “no es usual en ciencia que las pruebas se muestren tan claras”. Bersten, a su tiempo, confiesa: “No pensé que algo así se me llegara a dar en mi vida profesional”. Junto con Benvenuto, expresan una profunda satisfacción personal, y aseguran: “Nos tocó estar en el momento y lugar exactos”.

Por Mercedes Benialgo

Sobre investigación:

Omar Benvenuto. CICPBA. IALP.

Melina Bersten. Asistente. IALP.

Gastón Folatelli. Adjunto. IALP.