Astrónomos observan el colapso de una estrella masiva en un agujero negro

Un grupo de astrónomos logró observar el colapso de una estrella masiva en la galaxia de Andrómeda, a 2.5 millones de años luz de distancia, que se transformó en un agujero negro sin la explosión típica de una supernova. Este fenómeno, documentado por primera vez, ofrece una perspectiva sin precedentes sobre el final de las estrellas más grandes del universo.

El evento fue registrado a partir de datos obtenidos por telescopios, que combinó con observaciones archivadas durante más de diez años. La estrella, denominada M31-2014-DS1, comenzó a brillar en luz infrarroja en 2014, pero en 2016 su brillo disminuyó drásticamente, prácticamente desapareciendo para 2022 y 2023. Este colapso silencioso desafía las teorías tradicionales sobre la muerte de las estrellas masivas, que generalmente culminan en explosiones espectaculares.

Los resultados, publicados el 12 de febrero en la revista Science, revelaron que la estrella no solo se desvaneció, sino que también dejó un rastro de escombros brillando en luz infrarroja, lo que podría ser un indicador duradero del nacimiento del agujero negro. Kishalay De, científico asociado en el Flatiron Institute, destacó que la luz de los escombros será observable durante décadas con telescopios como el James Webb, lo que podría establecer un nuevo estándar para entender cómo se forman los agujeros negros estelares.

El análisis detallado de M31-2014-DS1 permitió a los investigadores revisar otro objeto similar, NGC 6946-BH1, que había sido identificado previamente. Este estudio sugiere que ambos casos podrían pertenecer a una categoría más amplia de supernovas fallidas que producen agujeros negros en silencio.

El fenómeno se explica por el equilibrio entre la presión hacia afuera generada por la fusión nuclear y la gravedad. En estrellas al menos diez veces más masivas que el sol, este equilibrio se quiebra cuando el combustible nuclear se agota. La gravedad gana, y el núcleo colapsa, formando un agujero negro. Si la onda de choque generada durante este colapso no es lo suficientemente fuerte como para expulsar la materia circundante, gran parte de la estrella puede caer nuevamente hacia adentro, lo que ha sido teorizado durante mucho tiempo como un proceso que puede convertir una estrella de neutrones en un agujero negro.

Las observaciones de M31-2014-DS1 y el análisis de su material circundante revelaron que la convección juega un papel crucial en la dinámica de las capas externas de la estrella tras un colapso fallido. La convección, que ocurre debido a las diferencias de temperatura dentro de la estrella, evita que la mayor parte del material exterior caiga directamente en el agujero negro, permitiendo que algunas capas internas giren alrededor de él mientras que las capas más externas son expulsadas.

Este descubrimiento proporciona una nueva comprensión sobre el ciclo de vida de las estrellas masivas y cómo algunas de ellas pueden terminar en agujeros negros sin la dramática explosión de una supernova. A medida que los científicos continúan investigando, se espera que estos hallazgos ayuden a esclarecer los mecanismos detrás de la formación de agujeros negros en el universo.

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