Nota de prensa

Un misterio cósmico: telescopios de ESO captan la desaparición de una estrella masiva

30 de Junio de 2020

Utilizando el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, un equipo de astrónomos ha descubierto la ausencia de una estrella masiva inestable en una galaxia enana. Los científicos creen que esto podría indicar que la estrella se volvió menos brillante y fue parcialmente oscurecida por el polvo. Una explicación alternativa es que la estrella colapsó en un agujero negro sin producir una supernova. “De ser cierto”, afirma el líder del equipo y estudiante de doctorado Andrew Allan, del Trinity College de Dublín (Irlanda), “sería la primera detección directa de una estrella monstruosa de este tipo que termina su vida de esta manera”.

Entre 2001 y 2011, varios equipos de astrónomos estudiaron esta misteriosa estrella masiva, ubicada en la galaxia enana Kinman, y sus observaciones indicaron que estaba en una etapa tardía de su evolución. Allan y sus colaboradores en Irlanda, Chile y Estados Unidos querían saber más sobre cómo terminan sus vidas las estrellas muy masivas y el objeto de esta galaxia enana parecía el objetivo perfecto. Pero cuando apuntaron el VLT de ESO hacia la distante galaxia en 2019, ya no pudieron encontrar las reveladoras huellas de la estrella. “En lugar de eso, nos sorprendió descubrir ¡que la estrella había desaparecido!”, confirma Allan, quien dirigió un estudio sobre la estrella publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Situada a unos 75 millones de años luz de distancia, en la constelación de Acuario, la galaxia enana Kinman está demasiado lejos para que los astrónomos vean sus estrellas individuales, pero pueden detectar huellas de algunas de ellas. De 2001 a 2011, la luz de la galaxia mostró evidencia constante de que alojaba a una estrella 'variable luminosa azul' unas 2,5 millones de veces más brillante que el Sol. Las estrellas de este tipo son inestables y muestran ocasionales cambios radicales en sus espectros y brillo. Incluso con esos cambios, las variables luminosas azules dejan rastros específicos que los científicos pueden identificar, pero estos ya no estaban presentes en los datos que el equipo recopiló en 2019, dejando en el aire la pregunta de qué le había pasado a la estrella. “Sería muy inusual que una estrella tan masiva desapareciera sin producir una explosión de supernova brillante”, afirma Allan.

El grupo dirigió por primera vez el instrumento ESPRESSO hacia la estrella en agosto de 2019, utilizando simultáneamente los cuatro telescopios de 8 metros del VLT. Pero fueron incapaces de encontrar los signos que antes apuntaban a la presencia de la estrella luminosa. Unos meses más tarde, el grupo probó con el instrumento X-shooter, también en el VLT de ESO, y de nuevo no encontraron rastros de la estrella.

Según José Groh, miembro del equipo, también del Trinity College de Dublín, “Es posible que hayamos detectado la muerte de una de las estrellas más masivas del universo local. Nuestro descubrimiento no habría sido posible sin el uso de los potentes telescopios de 8 metros de ESO, su instrumentación única y el rápido acceso a esas instalaciones tras el reciente acuerdo de Irlanda para unirse a ESO”. Irlanda pasó a ser estado miembro de ESO en septiembre de 2018.

A continuación, el equipo recurrió a datos más antiguos recopilados tanto con los instrumentos X-shooter y UVES (instalados en el VLT de ESO, ubicado en el desierto chileno de Atacama) como con telescopios de otros lugares. “El Archivo Científico de ESO nos permitió encontrar y utilizar datos del mismo objeto obtenidos en 2002 y 2009”, dice Andrea Mehner, astrónoma de ESO en Chile que participó en el estudio. “La comparación de los espectros de alta resolución obtenidos por UVES en 2002 con nuestras observaciones obtenidas en 2019 con el más reciente espectrógrafo de alta resolución ESPRESSO de ESO, fue especialmente reveladora, tanto desde el punto de vista astronómico como de instrumentación”.

Los datos antiguos indicaron que la estrella de la galaxia enana Kinman podría haber estado experimentando un fuerte período de estallidos que probablemente terminó en algún momento después de 2011. Las estrellas variables luminosas azules de este tipo son propensas a experimentar gigantescos estallidos a lo largo de su vida, haciendo que la tasa de pérdida de masa de las estrellas aumente e incrementando su luminosidad de forma espectacular.

Basándose en sus observaciones y modelos, los astrónomos han sugerido dos explicaciones para la desaparición de la estrella y la falta de una supernova, relacionada con este posible estallido. El estallido podría haber dado lugar a que la variable luminosa azul se transformara en una estrella menos luminosa, la cual también podría estar parcialmente oculta por el polvo. La otra opción planteada por el equipo es que la estrella puede haber colapsado en un agujero negro sin producir una explosión de supernova. Este sería un evento poco habitual, ya que nuestra comprensión actual de cómo mueren las estrellas masivas apunta a que la mayoría terminan sus vidas estallando como supernovas.

Se necesitan más estudios para confirmar cuál fue el destino de esta estrella. Está previsto que el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, comience a operar en 2025: este telescopio será capaz de resolver estrellas en galaxias distantes como la galaxia enana Kinman, ayudando a resolver misterios cósmicos como este.

Información adicional

Esta investigación se presenta en el artículo científico “The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B”, publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El equipo está formado por Andrew Allan (Escuela de Física, Trinity College Dublín, Irlanda [TCD]); Jose J. Groh (TCD); Andrea Mehner (Observatorio Europeo Austral, Chile); Nathan Smith (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, EE.UU. [Steward Observatory]); Ioanna Boian (TCD); Eoin Farrell (TCD); Jennifer E. Andrews (Steward Observatory).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el CTA Sur (Cherenkov Telescope Array South), el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso2010.