Un estudio publicado esta semana en Las cartas del diario astrofísico examina una señal cósmica inusual que combina características de una supernova y una kilonova. Este hallazgo podría significar la primera detección en la historia de lo que los científicos llaman una “supekilonova”.
Es bien sabido que una supernova es la explosión extremadamente energética de una estrella cuando agota su combustible o colapsa bajo su propia gravedad. Este evento libera una enorme cantidad de luz y materia al espacio, dando origen a elementos químicos pesados (carbón, hierro) y, en muchos casos, a objetos como estrellas de neutrones o agujeros negros. Una kilonova, en cambio, es una explosión cósmica que ocurre cuando dos estrellas de neutrones chocan y se fusionan entre sí. Este evento también produce una intensa emisión de luz y es una de las principales fuentes en el universo de elementos aún más pesados, como el oro y el platino.
Detectar una kilonova es sumamente difícil porque se trata de un fenómeno muy poco frecuente, relativamente débil y de muy corta duración, en comparación con las supernovas. Hasta ahora solo se había identificado de forma concluyente una kilonova: GW170817, ocurrida en 2017, que fue detectada simultáneamente en ondas gravitacionales y en ondas de luz.
¿Falsa alarma?
El objeto de estudio, designado AT2025ulz (inicialmente ZTF25abjmnps por el sistema de rastreo), fue detectado después de que los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virgo registraron una señal proveniente de lo que parecía ser la fusión de dos cuerpos compactos con una masa inusualmente baja. La posibilidad de observar la segunda kilonova de la historia alertó a la comunidad astronómica.
«Aunque no es tan confiable como algunas de nuestras alertas, esto rápidamente nos llamó la atención como un candidato a evento potencialmente muy intrigante», dijo David Reitze, director ejecutivo de LIGO y profesor de investigación en Caltech. «Seguimos analizando los datos, y es evidente que al menos uno de los objetos en colisión es menos masiva que una estrella de neutrones típica».
Minutos después de la alerta, una cámara de rastreo automatizada (Zwicky Transient Facility, ZTF) identificó un objeto que se desvanecía rápidamente en luz roja, situado a unos 1.300 millones de años de luz de distancia. «Al principio, durante unos tres días, la erupción se pareció a la primera kilonova de 2017», dijo Mansi Kasliwal, profesora de Astronomía y directora del Observatorio Palomar en San Diego, California, en un comunicado emitido por Caltech.
¿Qué fue lo que pasó? AT2025ulz volvió a brillar y su luz cambió a tonos azulados, además de mostrar hidrógeno en su espectro, una firma típica de supernovas, no de kilonovas. Este patrón no encajaba con lo esperado en una kilonova “clásica”, y aunque no se espera que las supernovas de galaxias distantes generen ondas gravitacionales suficientes como para ser detectables por LIGO y Virgo, algunos astrónomos concluyeron que AT2025ulz fue desencadenado por una supernova típica de baja intensidad y que no estaba relacionada con la señal de ondas gravitacionales detectadas.
«Todos se esforzaron intensamente en observarla y analizarla, pero luego empezó a parecer más a una supernova, y algunos astrónomos perdieron el interés. Nosotros no», dijo la profesora Kasliwal, autora principal del trabajo.
doble explosión
El equipo detrás del estudio se preguntó entonces: ¿y si la supernova y la kilonova ocurrieron prácticamente al mismo tiempo? Según esta hipótesis, la estrella progenitora podría haber colapsado y producido dos estrellas de neutrones (al menos una mucho menos masiva que nuestro Sol), que rápidamente se fusionaron en una kilonova. La explosión original de la supernova, al expandirse, habría oscurecido la señal de la kilonova, haciendo que los astrónomos vieran primero una explosión roja (como el de una kilonova) y luego una evolución más parecida a una supernova.
«La única forma que han ideado los teóricos para generar estrellas de neutrones subsolares es durante el colapso de una estrella que gira muy rápido», indicó Brian Metzger, coautor del estudio. «Si estas estrellas ‘prohibidas’ se aparean y fusionan emitiendo ondas gravitacionales, es posible que dicho evento venga acompañado de una supernova en lugar de verso como una simple kilonova».
En resumen, este escenario combina dos eventos cósmicos en cadena: primero el colapso de una estrella masiva en una supernova, seguido casi de inmediato por la fusión de dos núcleos compactos que generan una kilonova. Si bien esta idea ha sido propuesta teóricamente en el pasado, nunca antes se había observado un evento así: una “superkilonova”.
El equipo científico subraya que la evidencia aún no es concluyente y que se necesitan más observaciones de eventos similares para confirmar la existencia de superkilonovas. “No sabemos con certeza si lo que encontramos fue una superkilonova, pero el evento no deja ser asombroso”, agregó la profesora Kasliwal.
Futuras instalaciones astronómicas, como el Observatorio Vera Rubin o nuevos telescopios espaciales, podrían ayudar a detectar más de estos fenómenos complejos, como las kilonovas, cuyas señales, por ahora, quedan enmascaradas por otros fenómenos más brillantes o “normales” como las supernovas.
