Científicos identifican una estrella colapsando en un agujero negro

El análisis de un archivo público permitió a un grupo de astrónomos detectar la desaparición de una supergigante masiva sin que se produjera una explosión visible. Esta observación, según detalló la revista Science, implica la existencia de un tipo de muerte estelar que hasta ahora apenas contaba con evidencia directa: el colapso silencioso de una estrella en un agujero negro, sin el espectáculo acostumbrado de una supernova. Científicos encabezados por Kishalay De, de la Universidad de Columbia, aportaron pruebas de este fenómeno gracias a observaciones archivadas de un telescopio de la NASA, donde la luz infrarroja de la estrella en cuestión mostró un aumento sostenido durante tres años antes de apagarse abruptamente para dejar apenas un rastro de polvo. Esta secuencia señala, según los investigadores, que un astro de este tipo puede colapsar en un agujero negro directamente, sin la fase intermedia de una supernova.

De acuerdo con lo publicado en Science y recogido por distintas fuentes, el evento investigado ocurrió en la galaxia de Andrómeda, la más cercana a la Vía Láctea. La protagonista fue la estrella M31-2014-DS1, clasificada como una supergigante pobre en hidrógeno. En su formación alcanzó unas 13 masas solares y, en el final de su vida, conservaba cerca de cinco. Los científicos explicaron que, tras perder la mayor parte de su masa por intensos vientos estelares, la estrella incrementó su brillo en el espectro infrarrojo de manera notable durante un trienio y luego se atenuó súbitamente. El análisis de estos datos llevó al equipo a concluir que el núcleo interno de la estrella no fue eyectado como sucede en una supernova tradicional, sino que experimentó un colapso completo transformándose en un agujero negro.

El equipo liderado por De utilizó registros de la misión NEOWISE de la NASA. Según consignó Science, los astrónomos buscaron pruebas del "colapso directo", una hipótesis propuesta desde la década de 1970. Si se daba este proceso, debería observarse un tenue resplandor infrarrojo, creado cuando la estrella pierde su envoltura externa y queda rodeada de polvo caliente. Para dar con este fenómeno, analizaron la mayor cantidad de fuentes variables infrarrojas conocidas hasta la fecha, extendiendo la búsqueda por la Vía Láctea y galaxias vecinas, hasta identificar la señal particular de M31-2014-DS1 en Andrómeda.

La ausencia de la típica explosión de supernova llamó la atención de los investigadores. "El dramático y sostenido desvanecimiento de esta estrella es muy inusual y sugiere que no se produjo una supernova, lo que llevó al colapso del núcleo de la estrella directamente en un agujero negro", explicó De en declaraciones recogidas por Science. El científico subrayó que durante años se asumió que las estrellas de ese rango de masa siempre finalizaban como supernovas. El caso de M31-2014-DS1 obliga a reconsiderar esa premisa: otras estrellas similares podrían terminar sus días sin una explosión, dependiendo de la interacción de la gravedad, la presión interna y las ondas de choque propias de la física estelar.

Morgan MacLeod, profesor en Harvard y coautor del trabajo junto con De, enfatizó que el hallazgo permite observar por primera vez el proceso previsto por los teóricos: el tránsito de una estrella directamente a agujero negro. "Sabíamos que los agujeros negros deben provenir de estrellas. Con estos dos nuevos eventos, podemos observar cómo ocurre y, de paso, aprender muchísimo sobre cómo funciona ese proceso", declaró MacLeod a Science.

Aunque hubo antecedentes de fenómenos similares reportados en la galaxia NGC 6946 cerca de 2010, la claridad y calidad de los datos de M31-2014-DS1 ofrece una oportunidad inédita para confirmar lo que hasta ahora eran conjeturas. Science contextualizó que casos previos resultaron mucho más difíciles de analizar, por ser eventos más distantes y menos luminosos.

El descubrimiento realza la complejidad asociada con la evolución de estrellas masivas y plantea interrogantes acerca de la frecuencia con la que grandes astros podrían 'desaparecer' del firmamento sin dejar huellas visibles. Los agujeros negros, propuestos por primera vez hace más de medio siglo, han sido identificados en docenas de ocasiones en la Vía Láctea y cientos en el universo a través de observaciones de ondas gravitacionales. Sin embargo, según los investigadores citados por Science, aún no existe consenso sobre qué tipos de estrellas terminan creando agujeros negros ni por qué mecanismos precisos lo hacen.

De expresó que encontrar signos de una supernova resulta sencillo, pues por pocas semanas puede eclipsar la luz de toda su galaxia, pero la desaparición discreta de una estrella como M31-2014-DS1 escapa fácilmente a la atención: "Es impactante saber que una estrella masiva prácticamente desapareció (y murió) sin una explosión y que nadie la notó durante más de cinco años", indicó De en Science. Además, el hallazgo sugiere que este tipo de eventos podrían ser mucho más comunes y frecuentes, pasando inadvertidos y modificando la comprensión de la muerte de las estrellas masivas en el universo.

El estudio, según remarca Science, aporta una de las pruebas observacionales más sólidas hasta la fecha sobre el colapso directo de estrellas en agujeros negros. La investigación refuerza la importancia de revisar archivos astronómicos para rastrear sucesos que, por su naturaleza silente, pueden permanecer ocultos durante años, y que podrían alterar los modelos actuales de evolución estelar.