Astrónomos descubren la mayor explosión cósmica desde el Big Bang

Astrónomos de la Universidad de Hawái han identificado una nueva y extraordinaria clase de eventos cósmicos, denominados transitorios nucleares extremos (ENT). Estos eventos, considerados las explosiones más energéticas observadas desde el Big Bang, se producen cuando estrellas masivas, al menos tres veces más grandes que nuestro Sol, son fragmentadas al acercarse demasiado a un agujero negro supermasivo. Este proceso libera cantidades colosales de energía, visibles a enormes distancias del lugar donde ocurren.

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El hallazgo fue realizado por un equipo liderado por Jason Hinkle, quien condujo la investigación como parte de su proyecto doctoral. Según Hinkle, "Hemos observado la fragmentación de estrellas como eventos de disrupción de marea durante más de una década, pero estos ENT son fenómenos diferentes, alcanzando brillos casi diez veces superiores a los que solemos observar". 

El estudio ha revelado que los ENT no solo superan en brillo a los eventos de disrupción de marea tradicionales, sino que su luminosidad persiste durante años, superando incluso las explosiones de supernovas más brillantes conocidas hasta ahora.

Una de las ENT más energéticas, Gaia18cdj, demostró una emisión de energía 25 veces mayor que las supernovas más poderosas documentadas hasta la fecha. Mientras que las supernovas típicas liberan tanta energía en un solo año como el Sol durante su vida de 10 mil millones de años, las ENT irradian la energía equivalente a 100 soles en tan solo un año. Esta capacidad de irradiar una energía tan descomunal es uno de los aspectos que ha permitido a los astrónomos descubrir una nueva clase de fenómenos astrofísicos.

El descubrimiento comenzó cuando Hinkle emprendió una búsqueda sistemática de eventos transitorios en los datos públicos disponibles, buscando erupciones de larga duración provenientes de los centros de galaxias distantes. En los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, el equipo identificó dos erupciones inusuales que mostraron un brillo prolongado, un fenómeno sin paralelismo en los eventos transitorios conocidos.

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"Gaia no te dice qué es un transitorio, solo que algo cambió en el brillo (...) Pero cuando vi estas erupciones suaves y de larga duración provenientes de los centros de galaxias distantes, supe que estábamos observando algo inusual", explicó Hinkle. Este descubrimiento dio pie a una serie de investigaciones adicionales utilizando diversos telescopios y observatorios, incluidos el Observatorio W. M. Keck y el Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides de la Universidad de Hawái. La naturaleza gradual y lenta de estos eventos, que evolucionan durante años, requirió un monitoreo exhaustivo y detallado.

Recientemente, el descubrimiento fue confirmado con el hallazgo de un tercer evento de naturaleza similar, realizado por la Instalación de Transitorios Zwicky. Este hallazgo fue reportado independientemente por dos equipos, lo que ratificó que las ENT constituyen una nueva clase de eventos astrofísicos. Las características observadas en estos eventos no corresponden a las explosiones de supernovas, ya que la cantidad de energía liberada es significativamente mayor.

El estudio sugirió que los ENT no son una simple variación de la acreción normal en un agujero negro, ya que los cambios en el brillo de estos eventos son suaves y prolongados. Según los investigadores, esto sugiere que la fragmentación de la estrella se da de manera gradual y controlada por el agujero negro, en un proceso físico distinto al de otros fenómenos conocidos.

Benjamin Shappee, profesor asociado del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái y coautor del estudio, destacó la relevancia de estos eventos para estudiar los agujeros negros masivos. “Las ENT proporcionan una nueva y valiosa herramienta para estudiar agujeros negros masivos en galaxias distantes. Gracias a su brillo, podemos observarlos a través de vastas distancias cósmicas; y en astronomía, mirar a lo lejos significa mirar atrás en el tiempo”, explicó Shappee.

Las ENT permiten a los astrónomos observar los agujeros negros cuando el universo tenía la mitad de su edad actual, brindando información sobre el crecimiento de estos agujeros negros en las primeras etapas del universo, cuando las galaxias se formaban y los agujeros negros supermasivos alimentaban su crecimiento a una velocidad mucho mayor que la actual.

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La frecuencia de aparición de las ENT es extremadamente baja, aproximadamente diez millones de veces inferior a la de las supernovas. Esto hace que la detección de estos eventos sea un desafío, ya que dependen de un monitoreo continuo del cosmos. Sin embargo, los avances en los futuros observatorios, como el Observatorio Vera C. Rubin y el Telescopio Espacial Roman de la Nasa, aumentarán considerablemente la capacidad para identificar y estudiar estos eventos de forma más rutinaria, lo que podría revolucionar nuestra comprensión de los agujeros negros y su actividad en el universo temprano.

El estudio de las ENT tiene un impacto significativo en el campo de la astronomía, ya que permite explorar procesos astrofísicos de gran escala que hasta ahora eran desconocidos. Estas ENT no solo marcan el final de la vida de una estrella masiva, "iluminan los procesos responsables del crecimiento de los agujeros negros más grandes del universo", concluyó Hinkle.

Con la mejora en la detección de estos eventos y los avances tecnológicos de los futuros telescopios, se espera que las ENT continúen proporcionando información clave para comprender el funcionamiento y la evolución de los agujeros negros supermasivos en el universo.

Europa Press