Logran captar el instante preciso de la explosión de una estrella

Una secuencia de imágenes tomadas por un astrónomo aficionado argentino permitió capturar por primera vez los momentos iniciales del surgimiento de una supernova, es decir la explosión y muerte de una estrella, y confirmar una etapa temprana en la evolución de estos objetos que hasta ahora sólo era un postulado teórico. El análisis de los datos que arrojó el hallazgo estuvo a cargo de un grupo de investigadores del CONICET en el Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET – UNLP), el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET – CICPBA) y la Universidad Nacional de Río Negro (UNRN), en colaboración con expertos de Estados Unidos, Japón y el Reino Unido, quienes hoy publicaron sus resultados en la prestigiosa revista Nature.

¿Cuándo se produce la explosión de una estrella? “En el momento en que el objeto ya se formó, evolucionó y quemó todo su combustible nuclear”, explica Melina Bersten, investigadora adjunta del CONICET en el IALP y primera autora del trabajo. “Estos cuerpos brillan porque van transformando elementos livianos en pesados, recorriendo cada uno de los que integran la tabla periódica. Durante ese proceso liberan energía y, cuando ya no queda más combustible por convertir, se desestabilizan, se produce un colapso en el núcleo y luego el estallido. No puede predecirse cuándo ocurrirá eso: la fase final de una estrella puede ser hoy o en miles de años”, agrega.

Un poco de azar y de suerte, el ojo entrenado, la capacidad de darse cuenta de la envergadura de lo que estaba observando y la celeridad para comunicarlo a la comunidad astronómica mundial fueron los elementos que pusieron al astrónomo aficionado Víctor Buso en el centro de una escena soñada pero inesperada. En la madrugada del 20 de septiembre de 2016, utilizando un telescopio newtoniano de 40 centímetros, desde la terraza de su casa en Rosario, Santa Fe, pudo captar el momento exacto en que estallaba una supernova -  la SN2016gkg- al sur de la galaxia espiral NGC 613, ubicada a 70 millones de años luz de la Tierra.

“Lo que Buso logró registrar es un instante brevísimo en la evolución de una supernova que es cuando la explosión emerge del núcleo hacia la superficie estelar luego de recorrer supersónicamente el interior de la estrella. En ese momento se libera de manera violenta una enorme cantidad de luz, el objeto se hace visible y aumenta su brillo a un ritmo muy rápido”, comenta Gastón Folatelli, investigador adjunto del CONICET en el IALP y segundo autor del trabajo.

Que Buso eligiera esa galaxia fue casual: era la que se encontraba más cerca del cenit, es decir del punto más alto del cielo al momento de la observación. “Y hay dos factores clave que incidieron para que pueda ver el objeto. Primero, que el cielo de Rosario – que es ‘difícil’ porque está muy contaminado por las luces de la ciudad – estuviera despejado. Y después, que la explosión haya tenido lugar en una zona externa de la galaxia. Si hubiera explotado más cerca del centro, muy probablemente esto hubiese impedido verla”, apunta Bersten.

Hasta el momento, los modelos teóricos predecían la existencia de tres fases en la evolución de las supernovas: la primera, que dura de minutos a horas y es cuando el shock de luz emerge hacia la superficie estelar; la segunda, que tiene lugar durante algunos días y se caracteriza por el enfriamiento del objeto; y la tercera, donde éste sufre un calentamiento causado por efecto del decaimiento radioactivo, que se extiende por semanas.

Pero hasta ahora la primera de esas fases sólo era un postulado teórico, ya que no se había podido observar directamente. “En los últimos años se dedicaron muchos esfuerzos y recursos para detectar las supernovas lo más temprano posible, por ejemplo mediante la implementación de programas de seguimiento constante, pero sin éxito. De hecho, algunos astrónomos comenzaban a dudar de la existencia de esta etapa. El hallazgo es muy relevante porque da sustento a las interpretaciones que la comunidad mundial había propuesto hasta aquí y confirma que los modelos son correctos”, subraya Bersten.

En efecto, combinando las más de cuarenta imágenes que Buso tomó en el lapso de una hora tras la explosión con capturas previas a ésta aportadas por sus colegas de Estados Unidos, Japón y el Reino Unido, los expertos argentinos realizaron el seguimiento de los días posteriores. “Al principio el objeto era casi imperceptible y ya al segundo día brillaba mucho más. Nosotros volcamos esa información en los modelos que propone la teoría y es la primera vez que todas las etapas quedan validadas de manera autoconsistente”, resalta Folatelli.

“Además de esta confirmación, el descubrimiento es importante porque podría permitir observar más en detalle la estructura y evolución de las estrellas. Tiene múltiples implicancias”, puntualiza, y cierra: “Estamos ante una supernova convencional, ‘común’. Es decir, no es un fenómeno inusual, lo que nos permite inferir que en el resto de los objetos de este tipo ocurren procesos similares, sólo que hasta ahora no se los había podido captar en ese instante preciso”.

Por Marcelo Gisande.

Sobre investigación:

Melina Bersten. Investigadora adjunta. IALP.

Gastón Folatelli. Investigador adjunto. IALP.

Federico García. Becario CONICET. IAR.

Omar Benvenuto. Investigador principal. CICPBA. IALP.

Mariana Orellana. Investigadora adjunta. Sede Andina - UNRN.

Víctor Buso. Observatorio Astronómico Busoniano. Rosario.

José Luis Sánchez. Observatorio Astronómico Geminis Austral. Rosario.

Schuyler Van Dyk. Caltech/IPAC. Estados Unidos.

Masaomi Tanaka. Observatorio Astronómico Nacional. Japón.

Keiichi Maeda. Universidad de Kioto. Japón.

Alex Filippenko. Universidad de California. Estados Unidos.

WeiKang Zheng. Universidad de California. Estados Unidos.

Tom Brink. Universidad de California. Estados Unidos.

Bradley Cenko. División de Ciencia Astrofísica, Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA. Estados Unidos.

Thomas De Jaeger. Universidad de California. Estados Unidos.

Sanjar Kumar. Universidad de California. Estados Unidos.

Takashi Moriya. Observatorio Astronómico Nacional. Japón.

Ken’ichi Nomoto. Universidad de Tokio. Japón.

Daniel Perley. Universidad John Moores de Liverpool, Inglaterra.

Isaac Shivvers. Universidad de California. Estados Unidos.

Nathan Smith. Universidad de Arizona, Estados Unidos.