Una ilustración muestra una estrella que explota como un «Transitorio Rojo de Luminosidad Intermedia» o «ILRT».(Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))
Puede que el nombre «Transitorios Rojos de Luminosidad Intermedia» o «ILRTs» no sea un término astronómico con el que estés familiarizado, pero estas raras estrellas que cambian de brillo han sido todo un misterio en términos astronómicos.
Ahora, un equipo de detectives cósmicos, que han bautizado su trabajo como «A Study in Scarlett» (Un estudio sobre Scarlett), en honor a la novela de Arthur Conan Doyle que dio a conocer al mundo a Sherlock Holmes, podría haber resuelto por fin el caso.
Los Sherlocks estelares de todo el planeta sugieren que las ILRT son estrellas que no sólo entran en erupción cuando llegan al final de su vida, sino que experimentan explosiones de supernova «verdaderamente terminales» y destructivas.
«Tras el descubrimiento de tres nuevas ILRT en 2019, aprovechamos la oportunidad para estudiar y comprender mejor estos fenómenos», dijo en un comunicado Giorgio Valerin, líder del equipo e investigador del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF). «Por lo tanto, hemos recopilado datos durante años a través de telescopios repartidos por todo el mundo e incluso varios telescopios en órbita.
«También hemos reanudado la campaña de observación de NGC 300 OT, el ILRT más cercano jamás observado, a “sólo” seis millones y medio de años-luz de nosotros.»
Los instrumentos terrestres utilizados incluyeron La Palma, La Silla, Las Campanas y Asiago, mientras que también se recogieron datos de telescopios espaciales, entre ellos el James Webb Space Telescope (JWST), el Neil Gehrels Swift Observatory (SWIFT) y el telescopio espacial Spitzer.
El signo del cuatro
Las
ILRT han sido algo confusas porque su brillo se sitúa entre el de las novas, explosiones estelares a las que sobreviven las estrellas, y el de las supernovas «clásicas» en las que se destruye una estrella masiva, dejando tras de sí una estrella de neutrones o un agujero negro.
El equipo llegó a sus conclusiones observando la evolución de cuatro ILRT. Esperaban que esto les ayudara a determinar si la estrella sobrevive a estas explosiones o es aniquilada por completo.
La clave para resolver este misterio era observar ILRTs como NGC 300 OT durante largos periodos de tiempo.
«Las primeras imágenes de NGC 300 OT datan de 2008 y, en este trabajo, hemos vuelto a observarla para estudiar su evolución después de más de diez años», explica Valerin. «El análisis de las imágenes y espectros recogidos durante estas campañas de observación nos ha permitido monitorizar la evolución en el tiempo de nuestros objetivos, obteniendo información como el brillo, la temperatura, la composición química y las velocidades del gas asociadas a cada ILRT que hemos estudiado.»
Una imagen de la galaxia NGC 300 en dirección a la constelación del Escultor. En el recuadro rojo está el evento transitorio NGC 300 OT. En el inserto de arriba a la derecha se muestra -con datos del telescopio Spitzer de la NASA- la evolución a lo largo de los años de este transitorio, desde el progenitor (en 2003) hasta la desaparición completa por debajo del umbral de detección del telescopio» (en 2019). (Crédito de la imagen: INAF/G. Valerin)
Las observaciones de Spitzer de NGC 300 OT mostraron este ILRT atenuándose hasta una décima parte del brillo de la estrella progenitora que creó esta erupción en el transcurso de siete años. Las imágenes de Spitzer de NGC 300 OT terminaron cuando se desvanecieron por debajo del umbral de detección de este telescopio espacial de la NASA, que se retiró en 2020.
Al igual que Holmes se hizo un nombre investigando muchos casos, el equipo tenía otro conjunto de datos de ILRT para examinar.
Analizando las observaciones del JWST de la ILRT AT 2019abn localizada en la cercana galaxia Messier 51 (M51), descubrieron que esta transitoria está disminuyendo su brillo de tal forma que es probable que corra la misma suerte que NGC 300 OT al volverse más débil que su estrella progenitora.
A partir de esta información, el equipo llegó a la conclusión de que las ILRT son explosiones en las que se produce la destrucción total de una estrella. Y ello a pesar de que las ILRT parecen ser mucho más débiles que las supernovas de colapso del núcleo «clásicas».
La pregunta es: ¿cómo es posible que sean más débiles que supernovas similares?
La Liga de la Mano Roja
El equipo de detectives cósmicos sugiere que un factor definitorio en la composición de las ILTR podría ser un denso manto de gas y polvo que rodea a las estrellas progenitoras.
Este capullo se calienta a temperaturas tan elevadas como unos 10.300 grados Fahrenheit (5.700 grados Celsius) durante unos pocos días. El pico de temperatura se corresponde con el pico de brillo de la ILRT.
Cuando esto ocurre, el gas de esta envoltura estelar se acelera a velocidades de hasta 1,6 millones de millas por hora (700 kilómetros por segundo), lo que equivale a unas 1.000 veces la velocidad máxima de un caza Lockheed Martin F-16.
La galaxia Remolino (M51) vista por el JWST con la posición de AT 2019abn indicada. (Crédito de la imagen: INAF/G. Valerin, A. Rigutti)
«Esta velocidad es decididamente inferior a la de una supernova en explosión, que a menudo alcanza los 10.000 kilómetros por segundo [22 millones de mph] », dijo Leonardo Tartaglia, miembro del equipo e investigador del INAF. «Aun así, creemos que la estrella puede haber explotado realmente, lanzando material a miles de kilómetros por segundo en todas direcciones, pero que esta explosión fue parcialmente sofocada por el denso manto de gas y polvo que rodea a la estrella, que se calienta como consecuencia del violento impacto.»
Así, el lanzamiento de material desde alrededor de los progenitores estelares de los ILRT puede explicar cómo disminuye su brillo durante largos periodos de tiempo.
El problema final
El equipo denominó a este fenómeno «supernova de captura de electrones», un tipo de explosión estelar teorizada desde hace tiempo pero que no se había creído observar.
Las supernovas de captura de electrones han sido de gran interés para los astrónomos porque parecen marcar un límite entre las estrellas de unas 10 masas solares y más que explotan en supernovas para dejar tras de sí agujeros negros y estrellas de neutrones, y las estrellas con masas más parecidas al Sol que no «se convierten en nova» sino que se desvanecen como restos estelares enanas blancas.
«Por fin estamos viendo los acontecimientos que separan a las estrellas destinadas a explotar como supernovas clásicas de las estrellas que se desvanecerán lentamente como enanas blancas», afirmó Valerin.
Quizás el equipo esté de acuerdo con las palabras de Holmes en El signo de los cuatro: «Cuando has eliminado lo imposible, lo que queda, por improbable que sea, debe ser la verdad». La investigación del equipo se publicó en dos artículos el 7 de marzo en la revista Astronomy & Astrophysics.
