Misteriosa Desaparición de Estrella

• Título del artículo técnico: The search for failed supernovae with Large Binocular Telescope: confirmation of a disappearing star
• Autores: S. M. Adams, C.S. Kochanek, J.R. Gerke, K.Z. Stanek, and X. Dai
• Institución del primer autor: Cahill Center for Astrophysics, Pasadena, California
• Estatus: Enviado a MNRAS

Se conoce que las estrellas nacen, se desarrollan y mueren de diversas formas. Dentro de las diversas formas en la cual estrellas culminan su vida se encuentran lo que se le denomina como supernovas. Estas explosiones son uno de los eventos más impresionantes del universo liberando  grandes cantidades de energía y al mismo tiempo produciendo  muchos de los elementos químicos presentes en la naturaleza. Las supernovas o explosiones estelares, marcan la muerte de las estrellas más masivas del universo. Teóricamente, se predice que las estrellas que tienen más de 8 masas solares (1 masa solar = 1.99×10³⁰ kg) concluyen su vida de manera violenta (supernovas). Dichas teoría aún no está muy clara ya que se ha encontrado que algunas de estas estrellas masivas no logran explotar y forman un agujero negro. Cómo y cuándo exactamente se formará un agujero negro es una de las incógnitas presentes en la comunidad astronómica.

Investigaciones previas predicen que para que una estrella muera como supernova, la estrella precursora debe estar en el límite de aproximadamente no más de 40 a 50 masas solares. Sin embargo, se ha encontrado una escasez de precursoras de supernovas con altos valores de masa; por ende, se sugiere que las estrellas más masivas no están explotando como supernovas. En este trabajo los investigadores han encontrado evidencia que sugiere que las masivas supergigantes rojas pueden fallar al explotar como supernova dejando un rastro evidente de dicho suceso. En caso de que esto sea cierto, esta sería la primera evidencia de una supernova fallida y el nacimiento de un agujero negro que se conoce hasta el momento.

En este artículo se estudió la supergigante roja N6946-BH1 de aproximadamente 25 masas solares localizada en la galaxia NGC 6946. Esta estrella fue observada inicialmente en el 2004. Después en el 2009, se observó la estrella utilizando el Large Binocular Telescope (LBT) en Arizona cual mostró un pequeño aumento de brillo de un millón de veces la luminosidad del Sol en comparación a la luminosidad que se observó por primera vez en el 2004. El análisis de los datos obtenidos durante el 2004 y 2009 de la supergigante roja, revela que su luminosidad bolométrica se mantuvo relativamente constante durante ese periodo, mientras que en el espectro rango de luz visual desaparecía  mientras que en el infrarrojo su luminosidad aumentaba. Este evento causó un gran interés por parte de la comunidad científica ya que se pensó que el aumento en luminosidad se debía a una explosión de supernova y por ende la estrella pasó a ser considerada una candidata a supernova en el 2015 por Gerke et al. (2015). Luego de dicho evento los investigadores han mantenido la estrella bajo constante observación para poder determinar la naturaleza de este evento. Desde ese momento, la supergigante roja ha demostrado una reducción en brillo de 5 veces su magnitud original de cuando se observó por primera vez en el óptico. Utilizando imágenes del Telescopio Hubble  (HST por sus siglas en Inglés), en el 2015  se confirma la desaparición total de la estrella en el largo de onda óptico. A pesar de la desaparición de la estrella precursora ópticamente, hay un remanente que aún sigue emitiendo radiación infrarroja (Figura 1) cual hay que seguir monitoreando con observaciones futuras utilizando diferentes fuentes de información como el LGT y el HST para poder confirmar por completo que este evento se trata de un fallido de supernova si esta estrella sigue disminuyendo su luminosidad como ha hecho hasta el momento (Figura 2).

Figura 1. Imágenes del HST de la región alrededor de N6946-BH1. Los paneles superiores muestran la estrella precursora, la paneles del medio corresponden a las observaciones realizadas en el 2015, en las mismas, es evidente que la precursora ha desaparecido. Los paneles inferiores muestran la emisión en el infrarrojo, proveniente de la misma fuente, en el 2015. Crédito: Figura 1 de Adams et al., 2016 (arXiv: 1609.01283v1)

Figura 2. Esta imagen contiene las curvas de luz de la supergigante roja, N6946-BH1, tanto para el rango óptico como el infrarrojo. En el eje vertical presenta luminosidad; mientras que en el eje horizontal, el tiempo. Como se puede observar, a través de los años, la visibilidad óptica (línea verde) de la estrella ha disminuido de forma relativamente rápida. En contraste, su emisión el infrarrojo (línea negra y gris) su luminosidad ha disminuido sutilmente. Crédito: Figura 2 de Adams et al., 2016 (arXiv: 1609.01283v1)

Como resultado de las observaciones de esta estrella por 12 años se descartó que este evento sea producto de la fusión de la estrella precursora con otra estrella o que sea una supernova impostora. Este evento sugiere que la precursora falló al explotar como supernova, colapsando y formando un agujero negro. En adición a esto, existe una emisión tardía detectada que, se sospecha, podría ser la caída de material previamente expulsado por la supergigante en el agujero negro formado. Para lograr confirmar por completo esta interpretación, se necesitan realizar más observaciones de seguimiento en la banda infrarroja y rayos x.