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Estrella 13 veces más masiva que el Sol presentó aumento continuo en el infrarrojo desde 2014, perdió brillo 10.000 veces hasta 2023 y colapsó directamente en un agujero negro en Andrómeda, según estudio publicado en la revista Science, sin registro de supernova visible
Una estrella 13 veces más masiva que el Sol desapareció silenciosamente en la galaxia de Andrómeda, brilló en infrarrojo a partir de 2014, perdió brillo 10.000 veces hasta 2023 y colapsó directamente en un agujero negro, según estudio publicado en Science.
Astrónomos informaron que, a diferencia del patrón esperado para estrellas masivas, el objeto no explotó como supernova. En cambio, presentó un declive continuo y inusual, interpretado como evidencia de colapso directo del núcleo, sin la fase explosiva tradicionalmente observada en estos eventos.
Kishalay De, investigador principal y profesor de astronomía de la Universidad Columbia, afirmó que el declive dramático y continuo sugiere que no ocurrió una supernova. Según él, los datos apuntan al colapso del núcleo directamente en un agujero negro.
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Si se confirma, el evento puede alterar la forma en que los científicos contabilizan muertes estelares y comprenden la formación de agujeros negros. El análisis se basó exclusivamente en registros observacionales archivados y en comparación con previsiones teóricas existentes desde la década de 1970.
Una estrella 13 veces más masiva que el Sol desapareció silenciosamente y brilló en infrarrojo antes del colapso
La secuencia comenzó en 2014, cuando el telescopio espacial de la NASA de la misión NEOWISE registró un aumento inusual en el brillo infrarrojo de una estrella masiva en Andrómeda. La emisión creció de forma constante a lo largo de aproximadamente tres años.
La luz infrarroja, invisible a los ojos humanos, puede revelar polvo y gas calientes. Después del período de aumento, el objeto presentó una caída drástica en el brillo visible, reduciendo su luminosidad en aproximadamente 10.000 veces hasta 2023.
Con el tiempo, prácticamente desapareció, dejando atrás una capa de polvo detectable en infrarrojo. En ese momento, el fenómeno no fue reconocido. Los datos permanecieron archivados en registros públicos durante años.
Posteriormente, los autores del estudio decidieron investigar sistemáticamente datos infrarrojos archivados en busca de señales de colapso directo. Realizaron el mayor levantamiento jamás hecho sobre fuentes variables de infrarrojo en la Vía Láctea y en galaxias cercanas.
La investigación fue guiada por una previsión formulada en la década de 1970. Según esta hipótesis, una estrella que colapsa directamente en un agujero negro debe brillar brevemente en infrarrojo al perder capas externas y ser envolvida por polvo, antes de desaparecer.
Identificación de la estrella M31-2014-DS1 en Andrómeda
El equipo identificó como candidato a la estrella M31-2014-DS1, ubicada a unos 2,5 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Andrómeda. Cuando se formó, poseía alrededor de 13 veces la masa del Sol.
Clasificada como supergigante con bajo contenido de hidrógeno, la estrella perdió gran parte de su material a lo largo de la vida a través de intensos vientos estelares. En el momento de su muerte, tenía aproximadamente cinco veces la masa del Sol.
De acuerdo con los investigadores, el declive prolongado y constante no corresponde al patrón observado en supernovas normales. En vez de eyectar capas externas en una explosión brillante, el núcleo interno parece haber colapsado completamente.
Las capas externas se dispersaron de manera más suave, formando el polvo visible en infrarrojo. El brillo infrarrojo remanente se atribuye al polvo y gas calentados por el material alrededor del agujero negro recién formado.
Kishalay De afirmó que las pruebas de la desaparición estaban en archivos públicos y no habían sido reconocidas durante años. Describió la identificación como el descubrimiento más sorprendente de su vida.
Comparación con caso anterior en la galaxia NGC 6946
Un posible caso similar fue registrado alrededor de 2010 en la galaxia NGC 6946. Sin embargo, este objeto estaba a unas 10 veces más distancia y era 100 veces más débil, con datos menos detallados.
Como resultado, la verdadera naturaleza de ese evento permaneció incierta. En contraste, M31-2014-DS1 ofrece evidencias consideradas más claras y de mayor calidad, con registros infrarrojos detallados a lo largo de varios años.
Morgan MacLeod, coautor del estudio y profesor de astronomía en Harvard, afirmó que los agujeros negros necesitan originarse de estrellas. Según él, con los eventos de NGC 6946 y M31-2014-DS1, es posible observar este proceso ocurriendo.
MacLeod declaró que las observaciones permiten aprender más sobre cómo funciona el colapso directo. El caso refuerza la posibilidad de que algunas estrellas masivas no exploten como supernovas antes de formar agujeros negros.
Impactos para estimativas de supernovas y formación de agujeros negros
Los agujeros negros fueron previstos hace más de 50 años. Actualmente, decenas son conocidos en la Vía Láctea, y cientos han sido detectados a través de ondas gravitacionales asociadas a colisiones cósmicas distantes.
Aún no hay consenso sobre qué estrellas se transforman en agujeros negros y bajo qué condiciones. Por mucho tiempo, se creyó que estrellas con masas similares a M31-2014-DS1 siempre explotaban como supernovas.
El nuevo caso sugiere que tales estrellas pueden, en ciertas condiciones, saltar la fase explosiva. La interacción entre gravedad, presión del gas y ondas de choque en los momentos finales puede determinar el resultado final.
Si el colapso directo es más frecuente de lo que se pensaba, las estimaciones de supernovas en el universo podrían ser revisadas. Esto afectaría modelos de distribución de elementos pesados, como el hierro, en las galaxias.
También influiría en las previsiones sobre el número de agujeros negros existentes y la frecuencia de fusiones capaces de producir ondas gravitacionales. Sin embargo, los científicos destacan que se necesitan más observaciones.
El equipo pretende continuar analizando datos de archivo y utilizar futuros levantamientos infrarrojos para identificar otras estrellas que desaparecen. El estudio fue publicado en la revista Science, consolidando las evidencias presentadas.
Así, una estrella 13 veces más masiva que el Sol desapareció sin explosión visible, dejando un registro detallado en infrarrojo y abriendo nuevas cuestiones sobre cómo las estrellas masivas terminan su vida en el universo.
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