Agencias, Ciudad de México.- Tras la muerte explosiva de una estrella distante, un cadáver estelar activo fue la fuente probable de repetidas llamaradas energéticas observadas durante meses, un fenómeno inédito.
Así lo informa un equipo dirigido por la Universidad de Cornell en una nueva investigación publicada en la revista ‘Nature‘.
Los brillantes y breves destellos –de tan sólo unos minutos de duración y tan potentes como la explosión original 100 días después– aparecieron tras un raro tipo de cataclismo estelar que los investigadores se habían propuesto encontrar, conocido como transitorio óptico azul rápido luminoso (LFBOT, por sus siglas en inglés).
Desde su descubrimiento en 2018, los astrónomos han especulado sobre lo que podría impulsar tales explosiones extremas, que son mucho más brillantes que los extremos violentos que suelen experimentar las estrellas masivas, pero se desvanecen en días en lugar de semanas. El equipo de investigación cree que la actividad de la llamarada previamente desconocida, que fue estudiada por 15 telescopios de todo el mundo, confirma que el motor debe ser un cadáver estelar: un agujero negro o una estrella de neutrones.
“No creemos que haya nada más que pueda producir este tipo de llamaradas –apunta en un comunicado Anna Y. Q. Ho, profesora adjunta de Astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias–. Esto zanja años de debate sobre qué impulsa este tipo de explosión, y revela un método inusualmente directo de estudiar la actividad de los cadáveres estelares”.
Ho es el primera autora del trabajo, publicado con más de 70 coautores que ayudaron a caracterizar la LFBOT oficialmente etiquetada como AT2022tsd y apodada “el demonio de Tasmania”, y los consiguientes pulsos de luz vistos a unos mil millones de años luz de la Tierra. Ella escribió el programa informático que detectó el fenómeno en septiembre de 2022, mientras examinaba medio millón de cambios o transitorios detectados diariamente en un sondeo cósmico realizado por la Zwicky Transient Facility, con sede en California.
A @Nature paper on fast blue optical transient that had spasms long after we thought it was dead: https://t.co/mh6gijC8hu
Excellent work by IITB students Vishwajeet, Aswin, Harsh (now at @Harvard), as a part of the @GrowthPire collaboration. Also featuring @IIABengaluru and more— Varun Bhalerao (@starlabiitb) November 15, 2023
En diciembre de 2022, mientras seguían de cerca el desvanecimiento de la explosión, Ho y sus colaboradores Daniel Perley, de la Universidad John Moores de Liverpool (Inglaterra), y Ping Chen, del Instituto Weizmann de Ciencia (Israel), se reunieron para revisar las nuevas observaciones realizadas y analizadas por Ping: un conjunto de cinco imágenes de varios minutos de duración cada una. La primera no mostraba nada, como era de esperar, pero la segunda captó luz, seguida de un pico intensamente brillante en el fotograma central que desapareció rápidamente.
“Nadie sabía qué decir –recuerda en un comunicado–. Nunca habíamos visto nada parecido, algo tan rápido y con un brillo tan intenso como el de la explosión original meses después, en ninguna supernova o FBOT. Nunca lo habíamos visto, y punto, en astronomía”.
Para investigar más a fondo el brusco resplandor, los investigadores recurrieron a colaboradores que aportaron observaciones desde más de una docena de telescopios, incluido uno equipado con una cámara de alta velocidad. El equipo examinó datos anteriores y descartó otras posibles fuentes de luz. Su análisis confirmó finalmente al menos 14 pulsos de luz irregulares durante un periodo de 120 días, probablemente sólo una fracción del número total, según Ho.
“Sorprendentemente, en lugar de desvanecerse de forma constante, como cabría esperar, la fuente volvió a brillar brevemente, una y otra vez –explica–. Los LFBOT ya son una especie de acontecimiento extraño y exótico, así que esto fue aún más extraño”.
Queda por estudiar qué procesos se produjeron exactamente, tal vez un agujero negro que canaliza chorros de material estelar hacia el exterior a una velocidad cercana a la de la luz. Ho confía en que esta investigación permita avanzar hacia el objetivo, perseguido desde hace tiempo, de trazar un mapa de cómo las propiedades de las estrellas en vida pueden predecir la forma en que morirán y el tipo de cadáver que producirán.
Stellar corpse: After a distant star’s explosive death, a black hole or neutron star was the likely source of repeated — and previously unseen — energetic flares observed over several months, a @CornellAstro-led team reported in @Nature. @CornellCAS https://t.co/CEj9t7FKcZ
— Cornell Chronicle (@CornellNews) November 17, 2023
En el caso de las LFBOT, es probable que una rotación rápida o un campo magnético intenso sean componentes clave de sus mecanismos de lanzamiento, afirma Ho. También es posible que no se trate de supernovas convencionales, sino de la fusión de una estrella con un agujero negro. “Podríamos estar asistiendo a un canal completamente distinto para los cataclismos cósmicos”, señala.
Las inusuales explosiones prometen aportar nuevos conocimientos sobre los ciclos de vida estelar, que normalmente sólo se observan en instantáneas de diferentes etapas -estrella, explosión, restos- y no como parte de un único sistema, afirma Ho. Las LFBOT pueden ofrecer la oportunidad de observar una estrella en el momento de transición a su otra vida.
“Porque el cadáver no está ahí sentado, sino que está activo y haciendo cosas que podemos detectar –indica Ho–. Creemos que estas llamaradas podrían proceder de uno de estos cadáveres recién formados, lo que nos da una forma de estudiar sus propiedades cuando acaban de formarse”.
Algunos transitorios de corta duración, en particular AT2018cow, muestran colores ópticos azules y emisiones de radio y rayos X brillantes. Varios transitorios tipo vaca de AT2018 han mostrado indicios de una fuente de energía integrada de larga duración, como variabilidad de rayos X, emisión ultravioleta prolongada, una oscilación cuasiperiódica tentativa de rayos X y grandes energías acopladas a eyecciones de emisión de radio rápidas (pero subrelativistas).
También informaron observaciones de llamaradas ópticas de minutos de duración después de un transitorio tipo vaca AT2018, AT2022tsd (el “Demonio de Tasmania”). Las llamaradas ocurren durante un período de meses, son muy energéticas y probablemente no térmicas, lo que implica que surgen de un flujo o chorro casi relativista. Nuestras observaciones confirman que, en algunos transitorios tipo vaca de AT2018, la fuente de energía incorporada es un objeto compacto, ya sea un magnetar o un agujero negro en acreción.
https://twitter.com/ice_csic/status/1724824180271489491
