Testigos de cómo una estrella colapsa y se convierte en agujero negro

• Astrónomos de la NASA registran la "desaparición" de una estrella a 22 años luz
• En vez de explotar como una supenova, el objeto se desvaneció del telescopio

Etapas finales de la vida de una estrella supermasiva que fracasa en su explosión como supernova y en su lugar implosiona para formar un agujero negro.

Astrónomos de la NASA han visto cómo una estrella masiva y moribunda desaparece y, probablemente, ha renacido como un agujero negro. De un tamaño 25 veces más grande que el Sol, debería haber explotado como supernova, pero fracasó.

"Los fallos masivos" como este en una galaxia cercana podrían explicar por qué los astrónomos raramente ven las supernovas de las estrellas más masivas, ha explicado Christopher Kochanek, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio. El estudio se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Al menos el 30% de esas estrellas podrían colapsar en silencio en agujeros negros sin pasar por la fase previa de supernova.

"Lo típico es que una estrella puede formar un agujero negro sólo después de que pase por supernova", explica Kochanek. "Si una estrella puede quedarse corta en la fase de supernova y todavía puede dar lugar a un agujero negro, eso ayudaría a explicar por qué no vemos supernovas de las estrellas más masivas".

Entre las galaxias que han estado observando se encuentra NGC 6946, una galaxia espiral situada a 22 millones de años luz de distancia, que es apodada la 'Galaxia de los fuegos artificiales' porque las supernovas frecuentemente ocurren allí. De hecho, SN 2017eaw, descubierta el 14 de mayo, está ahora cerca del brillo máximo.

La estrella ya no estaba allí

A partir de 2009, una estrella en particular, llamada N6946-BH1, comenzó a brillar débilmente. Para el año 2015, parecía haberse desvanecido.

Imagen de la estrella N6946-BH1 en 2009 y de la misma localización en 2015, que muestra un espacio vacío. NASA

Después de que el telescopio LBT (Large Binocular Telescope) para supernovas fallidas identificase la estrella, los astrónomos apuntaron los telescopios espaciales Hubble y Spitzer para ver si todavía estaba allí pero simplemente se atenuó. También utilizaron Spitzer para buscar cualquier radiación infrarroja que emanaba del lugar. Eso habría sido una señal de que la estrella todavía estaba presente, tal vez sólo escondida detrás de una nube de polvo.

Todas las pruebas resultaron negativas. La estrella ya no estaba allí. Mediante un cuidadoso proceso de eliminación, los investigadores llegaron a la conclusión de que la estrella debía de ser ahora un agujero negro.

Es demasiado pronto para saber con certeza cuántas veces las estrellas experimentan un fracaso masivo, pero Scott Adams, un ex estudiante del Estado de Ohio que recientemente ganó su doctorado haciendo este trabajo, fue capaz de hacer una estimación preliminar.

"N6946-BH1 es la única supernova fallida que hemos encontrado en los primeros siete años de nuestro estudio. En este período, seis supernovas normales han ocurrido dentro de las galaxias que hemos estado monitoreando, lo que sugiere que entre el 10 y el 30% de las estrellas masivas mueren como supernovas fallidas", señala.

"Esta es sólo la fracción que explicaría el problema que nos motivó a iniciar la encuesta, es decir, que hay menos supernovas observadas de lo que debería si todas las estrellas masivas mueren de esa manera".

Hipótesis para los agujeros negros muy masivos

Para el coautor del estudio Krzysztof Stanek, la parte realmente interesante del descubrimiento es la implicación que tiene para los orígenes de agujeros negros muy masivos, el tipo que el experimento LIGO detectó a través de ondas gravitacionales.

No tiene sentido, dijo Stanek, profesor de astronomía en el Estado de Ohio, que una estrella masiva pueda pasar a supernova -un proceso que implica expulsar gran parte de sus capas externas- y todavía tenga suficiente masa para formar una agujero negro en la escala de aquellos que LIGO detectó.

"Sospecho que es mucho más fácil que surja un agujero negro muy masivo si no hay supernova", concluye.