Los astrónomos han observado cuál puede ser el primer caso conocido de una estrella masiva que explota mientras interactúa con un agujero negro, marcando un descubrimiento que podría revelar una clase completamente nueva de explosiones estelares.
El evento, llamado SN 2023ZKD, fue visto por primera vez en julio de 2023 por el Instalación transitoria Zwicky en California. Ubicada en una galaxia con una pequeña formación de estrellas en curso a unos 730 millones de años luz de distancia, fue detectado por un nuevo inteligencia artificial (Ai) Sistema construido para marcar eventos cósmicos inusuales en tiempo real. La alerta temprana permitió que los telescopios en todo el mundo y en el espacio comenzaran observaciones de inmediato, capturando el evento desde sus primeras etapas, según un comunicado.
«2023zkd muestra algunas de las señales más claras que hemos visto de una estrella masiva que interactúa con un compañero en los años anteriores a la explosión», dijo Ashley Villar, profesora asistente de astronomía en la Universidad de Harvard en Massachusetts y coautora del nuevo estudio, en el comunicado. «Creemos que esto podría ser parte de toda una clase de explosiones ocultas que AI nos ayudará a descubrir».
En primer lugar, SN 2023ZKD parecía ser una supernova típica: un flash brillante que indica la muerte de una estrella masiva que se desvanece lentamente con el tiempo. Pero meses después, los astrónomos notaron que se iluminaron nuevamente. Mirando hacia atrás en los datos de archivo, descubrieron que el sistema había aumentado gradualmente en brillo durante aproximadamente 1,500 días, aproximadamente cuatro años, antes de la explosión. Raramente se ve una fase previa a la explosión de larga duración, y sugiere que la estrella estaba bajo estrés gravitacional intenso.
Los investigadores dicen que la explicación más probable es que la estrella estuvo encerrada en órbita con un agujero negro. La evidencia de las curvas de luz y los espectros indica que la estrella se sometió a dos erupciones principales en los años anteriores a la muerte, arrojando grandes cantidades de gas. El primer pico de luz de la explosión se produjo cuando la ola de explosión golpeó material de baja densidad, mientras que el segundo pico meses después fue causado por una colisión más lenta y sostenida con una nube densa en forma de disco.
Con el tiempo, la gravedad del agujero negro podría haber desestabilizado la estrellaempujándolo al colapso.
Otra posibilidad, el equipo cree, es que el agujero negro destruyó la estrella antes de que pudiera explotar naturalmente. En ese caso, los escombros habrían producido la luz de la supernova cuando se estrelló contra el gas circundante. En cualquier escenario, las consecuencias serían un solo agujero negro más pesado.
SN 2023ZKD «es la evidencia más fuerte hasta la fecha que tales interacciones cercanas pueden detonar una estrella», dijo en el comunicado el autor principal del estudio Alexander Gagliano, investigador del Instituto de Inteligencia Artificial e Interacciones Fundamentales.
«Hemos sabido desde hace algún tiempo que la mayoría de las estrellas masivas están en binarios, pero atrapar una en el acto de intercambiar masa poco antes de que explote es increíblemente raro».
Los hallazgos destacan cómo la IA puede spot eventos cósmicos raros Con el tiempo para un estudio detallado, dicen los astrónomos. También señalan el rol de próximas instalaciones, como la Observatorio de Vera C. Rubin Jugará durante la próxima década, gracias a su capacidad para documentar todo el cielo del sur cada pocas noches desde su punto de vista en las montañas de los Andes chilenos.
Combinado con la detección de IA en tiempo real, las observaciones reunidas por el Observatorio Rubin permitirán a los astrónomos identificar y estudiar más de estos eventos raros y complejos, lo que ayuda a construir una imagen más clara de cómo las estrellas masivas viven y mueren en los sistemas binarios.
«Ahora estamos entrando en una era en la que podemos atrapar automáticamente estos eventos raros a medida que suceden, no solo después del hecho», dijo Gagliano en el comunicado. «Eso significa que finalmente podemos comenzar a conectar los puntos entre cómo vive una estrella y cómo muere, y eso es increíblemente emocionante».
Esta investigación se describe en un artículo publicado el miércoles (13 de agosto) en el Astrophysical Journal.
