El retrato más completo jamás visto de una supernova

Utilizando múltiples telescopios, incluido el Observatorio W. M. Keck en Hawai, investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias pudieron recopilar datos precisos de una supernova única llamada SN 2023ixf. Sus hallazgos se publican en Nature.

Hasta hace poco, las supernovas se consideraban raras y se conocían ocurrencias en la Vía Láctea que ocurrían, en el mejor de los casos, una vez por siglo, iluminando el cielo nocturno con la intensidad de 100 millones de soles. La última explosión observable en nuestra galaxia tuvo lugar hace cientos de años.

Desde entonces, los avances en la tecnología de los telescopios han ayudado a identificar supernovas en galaxias distantes, proporcionando más datos de los que antes eran posibles. Aun así persiste el mismo problema; dado que las explosiones no se pueden predecir, los astrofísicos son como arqueólogos espaciales: generalmente llegan al lugar después del evento e intentan recopilar información de los restos.

“Eso es lo que hace que esta supernova en particular sea diferente”, dice el estudiante de doctorado Erez Zimmerman, que participó en la investigación. “Pudimos, por primera vez, seguir de cerca una supernova mientras su luz emergía del material circunestelar en el que estaba incrustada la estrella en explosión”.

Los científicos admitieron que tuvieron suerte. El equipo del Instituto Weizmann de Ciencias solicitó tiempo de investigación en el Telescopio Espacial Hubble, con la esperanza de recopilar datos espectrales ultravioleta (UV) sobre cualquier supernova que interactúe con su entorno.

En cambio, tuvieron la oportunidad de presenciar en tiempo real una de las supernovas más cercanas en décadas: una supergigante roja explotando en una galaxia vecina llamada Messier 101, también conocida como la galaxia Molinete.

No solo lograron que el Hubble tomara las coordenadas y el ángulo correctos para registrar los datos necesarios, sino que, debido a la relativa proximidad de la explosión, resultó que el Hubble ya había realizado grabaciones en este sector del universo muchas veces antes.

En cuanto a los archivos de la NASA, el equipo pudo adquirir datos anteriores a la eventual desaparición de la estrella (cuando todavía era solo una supergigante roja en sus etapas finales de vida), creando así el retrato más completo de una supernova: una combinación de sus últimos días y su muerte.

Las observaciones de SN 2023ixf consistieron en datos de rayos UV y X de los observatorios Hubble y Swift, así como de muchos de los mejores telescopios del mundo.

Esto incluyó espectros capturados utilizando tres de los instrumentos del Observatorio Keck: el Keck Cosmic Web Imager (KCWI), el espectrógrafo de imágenes profundas y multiobjetos (DEIMOS) y el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS), y cada instrumento ofrece una vista única de la supernova y cómo cambió con el tiempo.

La recopilación de datos espaciales y terrestres de alta calidad permitió a los investigadores mapear las dos capas exteriores de la estrella en explosión y elaborar una hipótesis extraordinaria.

“Los cálculos del material circunestelar emitido en la explosión, así como la densidad y masa de este material antes y después de la supernova, crean una discrepancia, lo que hace muy probable que la masa faltante termine en un agujero negro que se formó después de la explosión, algo que normalmente es muy difícil de determinar”, dice el estudiante de doctorado Ido Irani.

“Las estrellas se comportan de manera muy errática en su tercera edad”, dice el profesor Avishay Gal-Yam, que lideró el grupo de investigación. “Se vuelven inestables y normalmente no podemos estar seguros de qué procesos complejos ocurren dentro de ellos porque siempre comenzamos el proceso forense después del hecho, cuando muchos de los datos ya se han perdido”.