Astrónomos descubren la mayor explosión cósmica desde el Big Bang

Astrónomos de la Universidad de Hawái han descubierto las explosiones cósmicas más energéticas jamás vistas, denominando a esta nueva clase de eventos ENT, o transitorios nucleares extremos.

Estos extraordinarios fenómenos ocurren cuando estrellas masivas -al menos tres veces más pesadas que nuestro Sol- se fragmentan tras acercarse demasiado a un agujero negro supermasivo. Su fragmentación libera enormes cantidades de energía, visibles a enormes distancias.

Los hallazgos del equipo aparecen en la revista Science Advances.

"Hemos observado la fragmentación de estrellas como eventos de disrupción de marea durante más de una década, pero estos ENT son fenómenos diferentes, alcanzando brillos casi diez veces superiores a los que solemos observar", afirmó Jason Hinkle, quien dirigió el estudio como último trabajo de su investigación doctoral. "Los ENT no solo son mucho más brillantes que los eventos de disrupción de marea normales, sino que también mantienen su luminosidad durante años, superando con creces la emisión de energía incluso de las explosiones de supernova más brillantes conocidas".

La inmensa luminosidad y energía de estas ENT no tiene precedentes. La ENT más energética estudiada, llamada Gaia18cdj, emitió una asombrosa cantidad de energía 25 veces mayor que las supernovas más energéticas conocidas. Mientras que las supernovas típicas emiten tanta energía en un solo año como el Sol en sus 10 mil millones de años de vida, las ENT irradian la energía de 100 soles en un solo año.

Las ENT se descubrieron por primera vez cuando Hinkle inició una búsqueda sistemática de estudios públicos de transitorios en busca de erupciones de larga duración que emanaban de los centros de las galaxias. Identificó dos erupciones inusuales en los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea que brillaron durante un período mucho más largo que los transitorios conocidos y sin características comunes a estos.

"Gaia no te dice qué es un transitorio, solo que algo cambió en el brillo", dijo Hinkle. "Pero cuando vi estas erupciones suaves y de larga duración provenientes de los centros de galaxias distantes, supe que estábamos observando algo inusual". El descubrimiento dio inicio a una campaña de seguimiento de varios años para determinar cuáles eran estas fuentes. Con la ayuda del Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides de la UH, el Observatorio W. M. Keck y otros telescopios de todo el mundo, el equipo recopiló datos de todo el espectro electromagnético. Dado que las ENT evolucionan lentamente a lo largo de varios años, recopilar toda su historia requirió paciencia y persistencia.

Recientemente, la Instalación de Transitorios Zwicky descubrió un tercer evento con propiedades similares, que fue reportado de forma independiente por dos equipos, lo que respalda firmemente que las ENT constituyen una nueva clase distinta de eventos astrofísicos extremos.

Los autores determinaron que estos extraordinarios eventos no podían ser supernovas, ya que liberan mucha más energía que cualquier explosión estelar conocida. El gran presupuesto energético, combinado con sus curvas de luz suaves y prolongadas, apuntaba firmemente a un mecanismo alternativo: la acreción en un agujero negro supermasivo.

Sin embargo, las ENT difieren significativamente de la acreción normal en un agujero negro, que suele mostrar cambios irregulares e impredecibles en el brillo. Las llamaradas suaves y duraderas de los ENT indicaron un proceso físico distintivo: la acreción gradual de una estrella fragmentada por un agujero negro supermasivo.

MIRAR A LO LEJOS

Benjamin Shappee, profesor asociado del IfA y coautor del estudio, enfatizó las implicaciones: "Las ENT proporcionan una nueva y valiosa herramienta para estudiar agujeros negros masivos en galaxias distantes. Gracias a su brillo, podemos observarlos a través de vastas distancias cósmicas; y en astronomía, mirar a lo lejos significa mirar atrás en el tiempo.

Al observar estas erupciones prolongadas, obtenemos información sobre el crecimiento de los agujeros negros cuando el universo tenía la mitad de su edad actual, cuando las galaxias se formaban en diferentes lugares, formando estrellas y alimentando sus agujeros negros supermasivos con una intensidad diez veces mayor que en la actualidad".

La rareza de las ENT, que ocurren con una frecuencia al menos diez millones de veces menor que las supernovas, dificulta su detección y la hace dependiente de un monitoreo continuo del cosmos. Futuros observatorios como el Observatorio Vera C. Rubin y el Telescopio Espacial Roman de la NASA prometen descubrir muchos más de estos espectaculares eventos, revolucionando nuestra comprensión de la actividad de los agujeros negros en el universo distante y temprano.

Estas ENT no solo marcan el dramático final de la vida de una estrella masiva. "Iluminan los procesos responsables del crecimiento de los agujeros negros más grandes del universo", concluyó Hinkle.