Observan, en tiempo real, los últimos días de una estrella que explotó como supernova

Según se explica en un artículo recién publicado en 'The Astrophysical Journal' , durante ese periodo previo los científicos pudieron ver cómo la estrella moribunda emitía intensos destellos a medida que enormes burbujas de gas explotaban a poca altura sobre ella. Esta intensa pirotecnia antes de la supernova fue una gran sorpresa, ya que anteriores observaciones de supergigantes rojas a punto de explotar no mostraron ni rastro de estas violentas emisiones.

"Es un gran avance en nuestra comprensión de lo que hacen las estrellas masivas momentos antes de morir -asegura Wynn Jacobson-Galán, de la Universidad de California en Berkeley y autora principal del estudio-. La detección directa de la actividad previa a la supernova en una estrella supergigante roja nunca se había observado antes en una supernova ordinaria de tipo II. ¡Por primera vez, vimos explotar una estrella supergigante roja!"

En términos de volumen, aunque no de masa y de brillo, las supergigantes rojas son las estrellas más grandes del Universo, cientos, o incluso más de mil veces mayores que el Sol. Al igual que nuestra estrella, las supergigantes rojas generan energía a través de la fusión nuclear de elementos en sus núcleos. Pero debido a que son tan grandes, pueden forjar elementos mucho más pesados que el hidrógeno y el helio que normalmente queman las estrellas. Y a medida que van quemando elementos cada vez más masivos, aumenta la temperatura y la presión de sus núcleos. En última instancia, cuando comienzan a fusionar hierro y níquel, estas estrellas se quedan sin energía, sus núcleos colapsan y expulsan sus atmósferas exteriores gaseosas al espacio en una violenta explosión, conocida como supernova tipo II.

Los autores del nuevo estudio comenzaron a observar SN 2020tlf en verano de 2020, cuando la estrella empezó a 'parpadear' con brillantes destellos de radiación que el equipo interpretó más tarde como enormes burbujas de gas que explotaban cerca de su superficie. Usando dos telescopios en Hawái, Pan-STARRS1 del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái y el Observatorio W. M. Keck en Mauna Kea, los astrónomos siguieron paso a paso la evolución de la estrella moribunda durante 130 días. Pasados los cuales, la estrella explotó.

En su artículo, los investigadores detallan la observación de una densa nube de gas rodeando a SN 2020tlf en el momento de su explosión, probablemente el mismo gas que había estado expulsando durante los meses anteriores. Lo cual sugiere que la estrella empezó a experimentar violentas explosiones mucho antes del colapso final de su núcleo, que se produjo en otoño de 2020.

"Nunca habíamos observado una actividad tan violenta en una supergigante roja moribunda -afirma Raffaella Margutti, de la Universidad de Berkeley y coautora del estudio-. La vimos generar emisiones muy luminosas, después colapsar y entrar en combustión, hasta ahora".

El descubrimiento desafía las ideas previas de cómo evolucionan las supergigantes rojas justo antes de explotar. Hasta ahora, todas las estrellas de este tipo observadas al final de sus vidas permanecían relativamente inactivas: no mostraban evidencia de erupciones violentas o emisiones luminosas, como sí hizo SN 2020tlf.

"Estoy muy emocionado por todas las nuevas incógnitas que han sido desbloqueadas por este descubrimiento” -afirma Jacobson-Galán-. La detección de más casos como SN 2020tlf tendrá un impacto dramático en la forma en que definimos los últimos meses de la evolución estelar, uniendo a observadores y teóricos en la búsqueda para resolver el misterio de cómo las estrellas masivas pasan los últimos momentos de sus vidas”.