En 2018, los astrónomos se quedaron perplejos cuando presenciaron una insólita explosión en una galaxia situada a 200 millones de años luz de distancia. Aquel estallido no se parecía a ninguna supernova observada hasta entonces, sino que fue mucho más breve y brillante. El evento fue bautizado oficialmente como AT2018cow, pero pronto recibió un apodo más jovial: «la vaca»(vaca, en inglés).

Aquel fenómeno de corta duración —«transitorio», en jerga astronómica— no admitía una explicación sencilla. Algunos investigadores pensaron que podría tratarse de una estrella desgarrada por un agujero negro cercano, pero otros se inclinaron por la hipótesis de una «supernova fallida»: un proceso en el que un agujero negro devora la estrella desde dentro. Para saberlo con certeza necesitaban encontrar más eventos similares. Dos años después, llegó uno.

El 12 de octubre de 2020, los telescopios observaron cómo algo presente en una galaxia situada a 3000 millones de años luz se hizo extremadamente brillante para desaparecer después. Sus características eran casi idénticas a las de la Vaca, refieren los investigadores en un artículo aparecido hace unos días en el repositorio de prepublicaciones arXiv, lo que les ha llevado a concluir que debe tratarse del mismo tipo de fenómeno. Y para continuar con la tradición, lo han apodado con el nombre de un animal: «el Camello».

«Es muy emocionante», afirma Deanne Coppejans, astrofísica de la Universidad Noroccidental de Estados Unidos. «El hallazgo de otro evento como AT2018cow demuestra que no fue algo tan extraño. Lo que estamos observando es una nueva clase de fenómenos transitorios.»

La Vaca constituyó toda una sorpresa, por lo que los astrónomos no estaban seguros de qué era lo que realmente estaban viendo. El Camello, en cambio, ha sido más bien como un ladrón que hace saltar un nuevo sistema de alarma. «Logramos darnos cuenta de lo que era apenas unos días después», explica Daniel Perley, astrofísico de la Universidad John Moores de Liverpool y primer autor del nuevo trabajo. «Y obtuvimos muchos datos de seguimiento.»

Cuatro días más tarde, varios telescopios situados las islas Canarias y en Hawái aportaron datos clave para caracterizar el fenómeno. Poco después, los investigadores informaron a sus colegas de profesión a través de un servicio de alertas llamado The Astronomer’s Telegram.

El evento recibió dos denominaciones. Una, AT2020xnd, procedía de un catálogo global de fenómenos transitorios; la otra, ZTF20acigmel, respondía a las siglas del Zwicky Transient Facility, el telescopio donde fue descubierto. Fue la terminación de esta última la que inspiró el apodo del Camello (cacción, en inglés). «Xnd no sonaba bien», ironiza Perley.

Al igual que su predecesor, el Camello se hizo muy brillante en muy poco tiempo y alcanzó su brillo máximo en apenas dos o tres días, el cual fue unas cien veces mayor que el de cualquier supernova normal. Después se atenuó con rapidez en un proceso que duró tan solo unos días, en lugar de semanas. «Se desvaneció muy rápido, y mientras lo hacía seguía estando caliente», explica Perley.

Con anterioridad al hallazgo, los astrónomos habían estado revisando datos de archivo en busca de eventos similares a la Vaca y habían encontrado dos: uno apodado el Koala y otro denominado CSS161010. Sin embargo, el Camello ha sido el primero observado en tiempo real y el único que los astrónomos han podido estudiar en detalle.

Los cuatro sucesos presentan propiedades similares. Alcanzan su brillo máximo con rapidez y se desvanecen también muy deprisa. Su temperatura es muy elevada, por lo que adoptan un tono azulado. Con todo, estos «eventos transitorios ópticos azules rápidos» (FBOT, por sus siglas en inglés) no son idénticos entre sí.

«La explosión en sí y el “comportamiento zombi” posterior son bastante parecidos», explica Anna Ho, astrofísica de la Universidad de California en Berkeley que descubrió el Koala y que ha participado en el hallazgo del Camello. Los cuatro eventos parecen corresponder a una explosión estelar que choca contra el gas y el polvo cercanos. «Pero la fase de colisión, en la que se ve cómo la explosión choca con el material del entorno, ha mostrado ciertas variaciones en lo referente a la cantidad de material y a la velocidad con que la onda de choque atraviesa el material», continúa la experta.

Por ahora, la hipótesis más aceptada para explicar el fenómeno es la de una supernova fallida. Este proceso comienza cuando una estrella de unas 20 masas solares llega al final de su vida y agota su combustible. En ese momento, el núcleo del astro colapsa y comienza el proceso que tendría que dar lugar a una supernova ordinaria, en el que el material que cae acaba rebotando y se genera una explosión que deja tras de sí una estrella de neutrones.

Pero, en los casos como el del Camello y la Vaca, «ocurre algo inusual en el proceso que lleva al colapso del núcleo», explica Perley. «Lo que creemos es que, en lugar de dar lugar a una estrella de neutrones, se forma directamente un agujero negro y la mayor parte de la estrella cae en él.» A medida que el agujero negro devora las capas exteriores de la estrella, comienza a rotar a gran velocidad y expulsa potentes chorros de material que salen disparados desde los polos del objeto. Y lo que se observa es la explosión luminosa causada por esos chorros a medida que atraviesan las capas exteriores.

También se han propuesto otras ideas, como que el fenómeno podría deberse a un agujero negro de masa intermedia que estaría arrancando material de una estrella en órbita. Sin embargo, esta hipótesis no es la más aceptada. «Es una idea exótica», opina Brian Metzger, astrofísico teórico de la Universidad de Columbia, «y estoy menos inclinado a creer en cosas más exóticas».

Lo más interesante en el caso del Camello fue que los astrónomos pudieron obtener más información, incluidos datos en la banda de radio y en rayos X. Estos podrían resultar muy útiles para establecer la causa del fenómeno, apunta Stephen Smartt, astrónomo de la Universidad Queen’s de Belfast que en 2018 detectó la Vaca. «Los datos que tenemos [del Camello] prácticamente imitan los del objeto de 2018», afirma. «Esto nos da cierta confianza en que podremos observar más objetos de este tipo y averiguar lo que son.»

Ho cree que algo así debería ser posible gracias a las mejoras en las técnicas que permiten detectar estos fenómenos. «Al principio solo buscábamos eventos cuyo brillo aumentase con rapidez», explica. «Desde entonces, hemos aprendido que los objetos similares a la Vaca no solo se iluminan muy rápidamente, sino que también se desvanecen muy deprisa.»

Ahora los astrónomos esperan encontrar más eventos de este tipo para poder estudiarlos con detalle. «Es un ejemplo de las cosas totalmente inesperadas que podemos encontrar al observar el cielo», concluye la investigadora.

Jonathan O’Callaghan /Revista Quanta

Artículo original traducido por Investigación y Ciencia con el permiso de QuantaMagazine.org, una publicación independiente promovida por la Fundación Simons para potenciar la comprensión pública de la ciencia.

Referencia: «Descubrimiento en tiempo real de AT2020xnd: un transitorio ultravioleta rápido y luminoso con un mínimo de eyección radiactiva»; Daniel A. Perley et al. en arXiv: 2103.01968, 2 de marzo de 2021.



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