¿Estrella transformada en agujero negro sin explosión?

Se sabe que las estrellas masivas se extinguen con un estallido colosal: el núcleo de la estrella se derrumba sobre sí mismo, provocando una explosión de tipo supernova, tan brillante que su luminosidad puede superar a la de toda una galaxia. Buena parte de la estrella es así expulsada al cosmos, mientras que el núcleo ultradenso sigue comprimiéndose hasta acabar convirtiéndose en una estrella de neutrones o, si hay más masa, en un agujero negro. Pero a 2,5 millones de años-luz de la Tierra, en la galaxia de Andrómeda, una estrella moribunda llamada M31-2014-DS1 hizo algo insólito: en vez de explotar, la estrella tan solo se apagó, dejando tras de sí una nube de gas caliente y polvo, y algo más. ¿Por qué?

Utilizando datos de archivo de la misión NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, junto con datos de otros observatorios espaciales y terrestres de 2005 a 2023, unos astrónomos han aclarado de manera definitiva este misterio.

El estudio es obra de un equipo integrado, entre otros, por Kishalay De, de la Universidad de Columbia en Nueva York, y Andrea Antoni, del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron, dependiente de la Fundación Simons, en Estados Unidos todas estas instituciones.

La revisión de los datos permitió comprobar que M31-2014-DS1 aumentó de modo repentino y notable su brillo en luz infrarroja en 2014. Posteriormente, en 2016, el resplandor se atenuó rápidamente, muy por debajo de su luminosidad original, en apenas un año.

Las observaciones de 2022 y 2023 mostraron que la estrella prácticamente había desaparecido en luz visible y del infrarrojo cercano, alcanzando una diezmilésima parte de su brillo en estas longitudes de onda. El astro ahora solo es detectable en luz del infrarrojo medio, banda en la cual brilla con apenas una décima parte de su luminosidad anterior.

Al comparar estas observaciones con las predicciones teóricas, los investigadores han llegado a la conclusión de que la drástica disminución del brillo de la estrella hasta una fracción tan pequeña de su brillo total original solo puede significar que su núcleo se contrajo hasta convertirse en un agujero negro, sin dar ocasión a que se manifestase una explosión de tipo supernova. El brillo infrarrojo se debió al desprendimiento de las capas más externas de la estrella, al agotarse en el núcleo el combustible nuclear. Al no poder ser impulsado hacia afuera con fuerza suficiente, la mayor parte del material estelar se desplomó hacia el centro de la estrella, arrastrado por la inmensa gravedad, convirtiéndose en un agujero negro sin producirse la explosión que suele acompañar a dicha transformación cuando las estrellas de gran masa se derrumban sobre sí mismas.

Recreación artística de una estrella que se derrumbó sobre sí misma, formando un agujero negro. El agujero negro se encuentra en el centro, invisible. A su alrededor hay una envoltura de polvo y gas. (Imagen: Keith Miller / Caltech / IPAC / SELab)

El estudio se titula “Disappearance of a massive star in the Andromeda Galaxy due to formation of a black hole”. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: NCYT de Amazings)