Las estrellas se alinean: Investigadores israelíes rastrean una supernova en tiempo real

Científicos del Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot han conseguido la visión más completa de una supernova hasta la fecha, observando y rastreando la explosión de una estrella en tiempo real, como se señala en un nuevo estudio.

Este descubrimiento es un gran avance en nuestra comprensión de uno de los fenómenos más importantes en el universo.

Los hallazgos de este estudio fueron publicados en la revista académica revisada por pares Nature.

Para explicarlo de manera más sencilla, representan una parte clave del gran ciclo cósmico de la vida, la creación, la muerte y la expansión.

Las estrellas de todo tipo se nutren de esta producción de energía en sus núcleos, que ve cómo la energía generada por fisión nuclear fusiona elementos más ligeros para formar otros más pesados. Es este proceso el que mantiene a la estrella caliente, permitiendo que los gases se expandan mientras atraen simultáneamente su masa hacia el núcleo en un delicado equilibrio gravitacional.

Cuando una estrella ya no puede producir energía, muere. Las estrellas más grandes, que ahora están llenas de elementos pesados, desencadenarán una poderosa explosión conocida como supernova. Esto fusiona algunos de esos elementos pesados para hacer aún más pesados, y todos ellos son expulsados hacia el cosmos.

Este proceso es esencial para el funcionamiento del universo, permitiendo que todo siga expandiéndose y, en última instancia, enviando los bloques de construcción de la expansión continua del universo.

En otras palabras, todo en el universo está hecho de polvo estelar, y las supernovas son las que envían ese polvo estelar allí afuera para acumularse y crear nuevas cosas.

Los restos de esa estrella todavía están allí, condensándose para formar ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro.

El estudio de las supernovas ha proporcionado a los científicos una gran cantidad de información sobre el universo. Con el tiempo, la biblioteca de literatura académica sobre supernovas ha crecido aún más extensa, especialmente a medida que los avances tecnológicos han ayudado a los científicos a rastrear supernovas que ocurren en galaxias lejanas.

Pero aún hay un problema muy grande: ¿Cómo se puede predecir si una estrella explotará como supernova?

A lo largo de nuestra historia, salvo en los momentos en que las supernovas eran visibles en los cielos sobre la Tierra en el pasado distante, los científicos no han sido capaces de determinar con anticipación cuándo una estrella explotará.

Claro, cuando una supernova realmente sucede, se vuelve bastante obvio, ya que estas explosiones literalmente dan forma al universo. Pero todo lo que los científicos pueden hacer es estudiar las consecuencias, viendo lo que la explosión dejó a su paso.

Pero los científicos del Weizmann pudieron presenciar una supernova en tiempo real. Entonces, ¿cómo lograron hacer lo imposible y predecir si una estrella estaba a punto de explotar?

La respuesta es extremadamente simple: No lo hicieron.

En 2023, los investigadores, parte del grupo del Prof. Avishay Gal-Yam en el Departamento de Física de Partículas y Astrofísica de Weizmann, esperaban usar el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para obtener datos sobre las interacciones de supernovas. En cambio, presenciaron no solo una supernova, sino una que estaba relativamente cerca: una supergigante roja en la vecina galaxia Messier 101.

Sin embargo, el viejo dicho "El hombre propone, Dios dispone" podría ser fácilmente reformulado como "El hombre propone, la supernova tiene mal timing", ya que ocurrió en un momento muy inconveniente.

La supernova fue descubierta un viernes, que en Israel ya es fin de semana, y justo antes del fin de semana en Baltimore, donde se encuentra el centro de operaciones del Hubble. El que la descubrió fue un astrónomo aficionado japonés, explicó Gal-Yam, señalando que estaba revisando su correo electrónico en casa ese viernes. Al verlo, envió un correo electrónico rápidamente a sus estudiantes.

Complicando aún más las cosas, esto ocurrió justo antes de que uno de los autores del estudio, el estudiante de doctorado Erez Zimmerman, se casara.

"Estaba a punto de casarme el domingo. Tenía un montón de invitados que venían de otros países y fuimos juntos a un bar", relató Zimmerman. "Empecé a recibir una serie de correos electrónicos en mi teléfono inteligente mientras todavía estaba en el bar. Miré el correo electrónico y me di cuenta de que era exactamente la supernova que estaba esperando observar con el Telescopio Espacial Hubble. Esto fue un día y medio antes de la boda... Fui al coche con mi prometida y le dije: 'Eh, mira, creo que hay una supernova en la que tengo que trabajar'. Ella me dijo: '¿Hubble?' Y yo dije: 'Sí, Hubble'".

Gal-Yam dijo: "Es muy raro, como científico, tener que actuar tan rápidamente. La mayoría de los proyectos científicos no suceden en medio de la noche, pero surgió la oportunidad, y no tuvimos más opción que responder en consecuencia".

Fue una carrera contra el tiempo, todos los datos tenían que ser tomados lo más rápido posible, y tenían que orientar perfectamente a Hubble hacia el lugar correcto para recopilar los datos antes de que los operadores de Hubble de la NASA se fueran por el fin de semana.

A pesar del horrible momento y de la lentitud propia de Hubble, los investigadores hicieron lo imposible. En 50 horas, Hubble estaba observando la supernova, siendo la primera vez que los científicos llegan allí tan rápidamente.

Pero, ¿qué pasó con la boda? Aún se llevó a cabo, y muchos de los investigadores llegaron mezclando el agotamiento con la energía debido a todo su trabajo.

Zimmerman explicó que trabajó arduamente para tener todo listo el día de la boda, y luego recibió la confirmación de la NASA de que estarían observando la supernova. "Así que sabía que esto iba a suceder al día siguiente de mi boda", señaló.

Hubble incluso confirmó en redes sociales que estaba observando la supernova para Zimmerman.

Entonces, ¿qué aprendieron?

Curiosamente, Hubble había observado y recopilado datos de esta parte particular del universo muchas veces anteriormente. Por lo tanto, había una gran cantidad de datos disponibles sobre ella en los archivos de la NASA. Los investigadores pudieron ver la estrella supergigante roja en sus últimos días, creando un retrato casi perfectamente completo de lo que es una supernova: la muerte de una estrella.

Pero recuerda: una supernova deja algo atrás, generalmente una estrella de neutrones o un agujero negro. ¿Qué pasa con eso?

En relación con esto, los investigadores señalaron algo interesante.

En una declaración, el estudiante de doctorado de Weizmann, Ido Irani, señaló que al calcular la densidad y masa del material circunestelar antes y después de la supernova, faltaba algo: específicamente, mucha masa.

La masa no es como el peso, que puede cambiar en la gravedad. Más bien, la masa es una figura estática. Para que desaparezca, debe haber ido a algún lugar. La hipótesis que el equipo ideó es que se formó un agujero negro y puede haber absorbido esa masa.

Pero en general, los investigadores pudieron presenciar una supernova como nunca antes, lo que a su vez significa que son capaces de, en retrospectiva, estudiar cómo era una estrella en sus días finales, en lugar de recurrir a lo que equivale a recopilar pruebas forenses de una supernova. Dado que esa estrella estaba tan cerca, los datos disponibles son de muy alta calidad.

Pero aún hay más por descubrir. La supernova aún no ha terminado y siguen llegando nuevos datos. ¿A dónde irá todo el material? ¿Qué eventualmente creará? Bueno, fueron los materiales esparcidos por las supernovas en el pasado distante los que eventualmente crearon la Vía Láctea, nuestro sistema solar, la Tierra y toda la vida.

"Existe un dicho que dice que todos somos polvo de estrellas, y es cierto, de hecho, porque cada elemento en nuestro cuerpo [proviene] de una estrella", dijo Zimmerman. "Y cuando las estrellas explotan, emiten este material lejos, y eventualmente termina en nosotros".

Dado todo eso, las posibilidades podrían ser prácticamente interminables.