Por primera vez, los astrónomos han observado directamente el colapso de una estrella masiva en un agujero negro sin una explosión de supernova, un fenómeno planteado durante mucho tiempo como hipótesis y ahora confirmado a través de datos de archivo de la misión NEOWISE de la NASA y observaciones de seguimiento. Este descubrimiento desafía suposiciones previas sobre la inevitable muerte explosiva de las estrellas supergigantes y proporciona información crucial sobre la formación de agujeros negros.
La estrella fugaz: M31-2014-DS1
La estrella, denominada M31-2014-DS1, estaba situada en la cercana galaxia de Andrómeda. Entre 2017 y 2022, sufrió una atenuación dramática y sostenida, desvaneciéndose en un factor de 10.000 en luz visible y 10 veces en emisiones totales. A diferencia de las supernovas típicas, que brillan intensamente antes de desvanecerse, esta estrella simplemente desapareció de la vista. Observaciones posteriores con el Telescopio Espacial Hubble y observatorios terrestres revelaron sólo un tenue remanente rojo, fuertemente envuelto en polvo, un eco fantasmal de su antiguo brillo.
Esto es significativo porque sugiere que no todas las estrellas masivas terminan su vida en explosiones espectaculares. En cambio, algunas colapsan directamente en agujeros negros, un proceso previamente teorizado pero rara vez observado.
Supernovas fallidas y el papel de la convección
El equipo de investigación, dirigido por Kishalay De de la Universidad de Columbia, identificó otra estrella, NGC 6946-BH1, que exhibe un patrón similar. Esto llevó a una comprensión clave: las capas exteriores de la estrella no cayeron hacia adentro inmediatamente. En cambio, la convección (el movimiento de gases fríos y calientes dentro de la estrella) jugó un papel fundamental.
El colapso del núcleo no desencadenó una supernova porque la convección interna de la estrella impidió que las capas externas implosionaran inmediatamente. Los gases que se movían rápidamente formaron un disco giratorio alrededor del agujero negro naciente, acumulando lentamente material durante décadas en lugar de meses. Este proceso crea un brillo infrarrojo observable debido a la formación de polvo, que persiste mucho después de que la estrella desaparece.
Implicaciones para la formación de agujeros negros
Este descubrimiento tiene implicaciones más amplias para comprender la evolución estelar y la demografía de los agujeros negros. El hallazgo sugiere que el destino de las estrellas masivas no está predeterminado. Las estrellas con masas similares pueden explotar como supernovas o colapsar directamente en agujeros negros, dependiendo de una compleja dinámica interna que involucra la gravedad, la presión del gas y las ondas de choque.
“El dramático y sostenido desvanecimiento de esta estrella es muy inusual y sugiere que no se produjo una supernova, lo que provocó el colapso del núcleo de la estrella directamente en un agujero negro”, afirmó el Dr. De. La tasa de acreción más lenta causada por el material convectivo también significa que los agujeros negros resultantes pueden ser detectables durante períodos más largos de lo que se pensaba anteriormente.
Los hallazgos, publicados en la revista Science, representan un paso fundamental en nuestra comprensión de cómo se forman los agujeros negros. Al observar directamente este proceso, los astrónomos pueden perfeccionar sus modelos y predecir mejor la población de agujeros negros de masa estelar en galaxias más allá de la nuestra.
El estudio destaca que el universo tiene muchos más matices de lo que se creía: incluso la muerte de las estrellas puede desafiar las expectativas.
