A lo largo de la historia registrada, los humanos han mirado hacia el cielo nocturno y han sido testigos de los principales eventos astronómicos conocidos como «supernova». El nombre, todavía utilizado por los astrónomos, se refería a la creencia de que estos estallidos de luz en el «firmamento» señalaban el nacimiento de una «nueva estrella». Con el nacimiento de los telescopios y la astronomía moderna, hemos aprendido que las supernovas son lo que ocurre en el fin del ciclo de vida de una estrella. En este punto, cuando una estrella ha agotado su combustible de hidrógeno y helio, experimenta un colapso gravitatorio en su centro.
Esto conduce a una tremenda explosión que se puede ver a miles de millones de años luz de distancia, liberando enormes cantidades de energía y haciendo volar las capas externas de la estrella. Gracias a un equipo internacional de astrónomos dirigido por la Universidad de Southhampton, el explosión cósmica más poderosa ¡ha sido confirmado! La explosión estelar, AT2021lwxtuvo lugar a unos 8 mil millones de años luz de distancia en la constelación de Vulpecula y fue diez veces más brillante que cualquier supernova jamás observada y 100 veces más brillante ¡que todas las estrellas de la Vía Láctea juntas!
El equipo estaba formado por astrónomos de la Universidad de Southampton. Facultad de Física y Astronomíael CAS Laboratorio Clave de Astronomía Ópticael Instituto CSIS de Ciencias Espacialesel Instituto Nacional del Espacio DTUel Observatorio Europeo Austral (ESO), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Instituto de Astrofísica de París (IAP), el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), y múltiples universidades e institutos. Sus hallazgos fueron compartidos en un estudio publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
AT2021lwx fue detectado por primera vez en 2020 por el Instalación transitoria de Zwicky (ZTF) en California. Posteriormente fue detectado por el Sistema de última alerta de impacto terrestre de asteroides (ATLAS) en Hawái y todavía está siendo observado por una red mundial de telescopios. Esto convierte a AT2021lwx en una supernova sin precedentes, ya que la mayoría de las demás solo han sido visibles para los astrónomos durante unos meses. Además de eclipsar a otras supernovas registradas por un factor de 10, también es tres veces más brillante que cualquier evento de interrupción de las mareas, cuando una estrella es consumida por un agujero negro supermasivo (SMBH).
El récord de la explosión más brillante lo tiene actualmente GRB221009A, un estallido de rayos gamma inusualmente brillante y de larga duración observado el año pasado que tuvo lugar a 2.400 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Sagitta. Si bien GRB221009A fue más brillante que AT2021lwx, duró solo una fracción del tiempo (10 horas), lo que significa que la energía total liberada por este último es mucho mayor. Si bien la supernova se ha observado durante tres años, la escala de la explosión no se conocía hasta ahora. Dijo el investigador principal, el Dr. Philip Wiseman, investigador de la Universidad de Southampton:
“Nos encontramos con esto por casualidad, ya que nuestro algoritmo de búsqueda lo señaló cuando buscábamos un tipo de supernova. La mayoría de las supernovas y los eventos de interrupción de las mareas solo duran un par de meses antes de desaparecer. Que algo sea brillante durante más de dos años fue inmediatamente muy inusual”.
Como parte de su investigación, el equipo consultó datos recopilados por los observatorios ZTF y ATLAS y el Explorador de encuestas por infrarrojos de campo amplio (INTELIGENTE). Se hicieron más observaciones con el Neil Gehrels Swift telescopio espacial, el ESO Telescopio de nueva tecnología (NTT) en Chile, y el Gran Telescopio Canarias (GTC) en España. Esto proporcionó datos en las longitudes de onda óptica, de rayos X, ultravioleta (UV) e infrarrojo cercano y medio (NIR y MIR). Tomás E. Müller Bravo, investigador postdoctoral del ICE-CSIC y del IEEC, fue el Investigador Principal de la propuesta del GTC. Como ella indicado:
“Dada la singularidad de este evento, lo observamos en diferentes longitudes de onda con el objetivo de comprender su naturaleza. En particular, nuestra exitosa propuesta al Gran Telescopio Canarias (GTC) nos permitió observar la presencia y ausencia de diferentes líneas espectrales y compararlas con las de otros transitorios conocidos para comprender mejor los procesos físicos detrás de esta fuente brillante”.
“Es realmente impactante cuando encuentras un transitorio, compruebas su brillo y te das cuenta de que es un orden de magnitud más brillante que cualquier otra supernova”, añade el coautor Lluís Galbany, investigador del ICE-CSIC y miembro del IEEC. . “Cuando nuestros colaboradores nos informaron de la existencia de este transitorio, rápidamente preparamos una propuesta de respuesta rápida para observar el transitorio con el Gran Telescopio Canarias (GTC)”.
Hay varias teorías sobre qué lo causó, pero el equipo cree que la explicación más probable es que un SMBH interrumpió violentamente una nube extremadamente grande de gas o polvo. Cuando se consumió una parte de la nube, envió ondas de choque a través del resto de los remanentes y el disco de acreción que rodeaba el agujero negro. Esta teoría se basa en el hecho de que las únicas cosas tan brillantes como AT2021lwx son los núcleos activos de las galaxias (quasars), donde el SMBH tiene un flujo constante de gas que cae sobre ellos a alta velocidad. Es raro que tales eventos sean presenciados, y nunca antes se había visto nada de esta escala.
“Con un cuásar, vemos que el brillo sube y baja con el tiempo”, explicó el profesor Mark Sullivan, otro coautor de la Universidad de Southampton. “Pero mirando hacia atrás durante más de una década, no hubo detección de AT2021lwx, luego, de repente, aparece con el brillo de las cosas más brillantes del universo, lo cual no tiene precedentes”.
Como siguiente paso, el equipo recopilará más datos sobre la explosión y ejecutará simulaciones informáticas actualizadas para probar su teoría sobre qué la causó. Se espera que los datos adicionales de múltiples longitudes de onda revelen detalles sobre la superficie y la temperatura del objeto y brinden información sobre los procesos internos que están en funcionamiento. Dijo la coautora Claudia Gutiérrez, investigadora postdoctoral en el ICE-CSIC:
“Cuando encuentras un transitorio con propiedades diferentes a las que estás acostumbrado a monitorear, tu primera reacción es tratar de explicar qué eventos pueden producirlos y cómo. En consecuencia, aparecen múltiples alternativas, pero muy pocas pueden describir sus observaciones. Esto es lo que sucedió con este evento”.
El equipo también espera aprovechar las instalaciones de última generación que estarán disponibles en los próximos años, como el Observatorio Vera C. Rubin. Una vez que esté operativo, el observatorio llevará a cabo la Encuesta heredada del espacio y el tiempo (LSST), una campaña de diez años que cubre todo el cielo del sur y proporciona las vistas más profundas del Universo jamás observadas. Entre las muchas cosas que revelará el LSST, los astrónomos esperan que se detecten más eventos extremadamente raros como AT2021lwx. Dada su energía, estas supernovas masivas podrían ser un proceso que ayude a dar forma a las galaxias con el tiempo.
Otras lecturas: Instituto de Estudios Espaciales, MNRAS
