¿La explosión cósmica más duradera?

La explosión estelar conocida como AT2021lwx tiene ya una duración de más de tres años. Es mucho tiempo en comparación con la mayoría de supernovas, que solo son visibles durante unos meses.

Un equipo internacional que incluye a expertos del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, ha estudiado la explosión. El equipo lo ha liderado la Universidad de Southampton en el Reino Unido

AT2021lwx es más de 10 veces más brillante que cualquier otra supernova y 3 veces más brillante que cualquiera de los casos conocidos en los que una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo y “cae” dentro de él.

La explosión ocurrió a una distancia de aproximadamente 8.000 millones de años-luz, cuando el universo tenía alrededor de 6.000 millones de años.

El equipo cree que la explosión es resultado de una gran nube de gas, posiblemente miles de veces más grande que nuestro Sol, que ha sido despedazada violentamente por un agujero negro supermasivo. Los fragmentos de la nube serían consumidos, enviando ondas de choque a través de sus restos, así como a una especie de gran ‘rosquilla’ polvorienta que rodea el agujero negro. Este tipo de eventos son excepcionales y hasta ahora no se había observado ninguno de este calibre.

Recreación artística de explosión estelar. (Ilustración: Jorge Munnshe para NCYT de Amazings)

El año pasado, el mismo equipo presenció la explosión más brillante de la que se tenga conocimiento: un estallido de rayos gamma conocido como GRB 221009A. Aunque este fue más brillante que AT2021lwx, duró solo una fracción del tiempo, lo que significa que la energía total liberada por la explosión de la AT2021lwx es mucho más grande.

«Es realmente impactante cuando encuentras un evento transitorio, compruebas su brillo y te das cuenta de que es un orden de magnitud más brillante que cualquier otra supernova», confiesa Lluís Galbany, investigador del IEEC en el ICE. «Cuando nuestros colaboradores nos comunicaron la existencia de este evento  transitorio, rápidamente preparamos una propuesta de respuesta rápida para observarlo con el Gran Telescopio Canarias», añade.

AT2021lwx fue detectada por primera vez en 2020 por la Zwicky Transient Facility en California y posteriormente recogida por el Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS, por su sigla en inglés), con sede en Hawái, Estados Unidos. Estas instalaciones examinan el cielo nocturno para detectar objetos transitorios que cambian rápidamente de brillo, lo que lleva a detectar eventos cósmicos como supernovas, así como asteroides y cometas. Hasta ahora se desconocía la magnitud de la explosión.

«Nos encontramos con esto por casualidad, ya que nuestro algoritmo de búsqueda lo señaló cuando buscábamos un tipo de supernova», dice Philip Wiseman, de la Universidad de Southampton y coautor del estudio.

El equipo investigó más a fondo el objeto con varios telescopios diferentes: el Telescopio Neil Gehrels Swift (una colaboración entre la NASA, Reino Unido e Italia), el New Technology Telescope (operado por el Observatorio Europeo Austral) en Chile y el Gran Telescopio Canarias en La Palma, España.

«Dada la singularidad de este evento, lo observamos en diferentes longitudes de onda con el objetivo de comprender su naturaleza. En particular, nuestra propuesta al Gran Telescopio Canarias (GTC) nos permitió observar la presencia y ausencia de diferentes líneas espectrales y compararlas con las de otros eventos transitorios conocidos para comprender mejor los procesos físicos detrás de esta fuente brillante», apunta Tomás. E. Müller Bravo, investigador postdoctoral del IEEC en el ICE e Investigador Principal de la propuesta al GTC.

Midiendo la distancia a la explosión

Al analizar el espectro de la luz, dividirlo en diferentes longitudes de onda y medir las diferentes características de absorción y emisión del espectro, el equipo pudo medir la distancia al objeto.

Los únicos objetos en el universo que son tan brillantes como AT2021lwx son los cuásares, agujeros negros supermasivos con un flujo constante de gas que cae sobre ellos a alta velocidad.

«Cuando descubres un evento transitorio con propiedades diferentes a las que acostumbras a monitorizar, tu primera reacción es tratar de explicar qué eventos pueden producirlos y cómo. Como consecuencia, aparecen múltiples alternativas, pero muy pocas pueden describir tus observaciones», dice Claudia Gutiérrez, investigadora posdoctoral del ICE. «Esto es lo que pasó con este evento», añade.

¿Qué causó la explosión?

Hay diferentes teorías sobre lo que podría haber causado tal explosión, pero el equipo considera que la explicación más factible es que una nube extremadamente grande de gas (principalmente hidrógeno) o polvo se ha desviado de su órbita alrededor del agujero negro y ha sido atrapada por este.

El equipo ahora se propone recopilar más datos sobre la explosión, midiendo diferentes longitudes de onda, incluidos los rayos X, que podrían revelar la superficie y la temperatura del objeto, así como otros procesos subyacentes. También llevarán a cabo simulaciones computacionales mejoradas para comprobar si coinciden con su teoría de la causa de la explosión.

El estudio se titula «Multiwavelength observations of the extraordinary accretion event AT2021lwx». Y se ha publicado en la revista académica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (Fuente: IEEC / ICE / CSIC)