En el 2018 astrónomos captaron un evento cósmico tan brillante que llevó a la clasificación de un nuevo tipo de explosión espacial. Ahora se sabe que, la coloquialmente llamada “Vaca” (AT2018cow), probablemente fue un tipo inusual de supernova de colapso del núcleo. La investigación fue publicada en Nature Astronomy.
“Probablemente hemos descubierto el nacimiento de un objeto compacto en una supernova. Esto sucede en supernovas normales, pero no lo habíamos visto antes porque es un proceso muy complicado. Creemos que esta nueva evidencia abre posibilidades para encontrar agujeros negros bebés o estrellas de neutrones bebés”, señala el astrónomo Dheeraj Pasham del MIT.
FBOTs
La Vaca fue detectada el 16 de junio de 2018. Fue increíblemente breve y brillante, alrededor de 100 veces más brillante que una supernova típica. Eso es tan brillante que inicialmente se pensó que la Vaca provenía de la Vía Láctea. Los astrónomos se sorprendieron cuando descubrieron que en realidad emanaba de una galaxia a 200 millones de años luz de distancia.
Desde la Vaca, se han identificado más explosiones con un perfil similar, a los que nombraron Fast Blue Optical Transients (FBOT). Los astrónomos han estado ansiosos por llegar al fondo de sus causas.
Una posible opción era un destello de interrupción de las mareas de un agujero negro que consumía otro objeto denso, como una enana blanca. También podía tratarse de un agujero negro de masa intermedia superior a 850 veces la masa del Sol que arranca el material de una estrella.
Otra opción era un tipo de supernova de colapso del núcleo, en la que un núcleo estelar, que ya no está soportado por la presión exterior de la fusión, colapsa por su propia gravedad en un objeto ultradenso.
Para determinar cuál escenario era el más probable, el equipo de Pasham debió observar más de cerca los datos de rayos X. “Esta señal estaba cerca y brillante en los rayos X, lo que llamó mi atención”, dice Pasham.
Detección
Los datos que analizaron fueron del telescopio de rayos X de la NASA Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), a bordo de la ISS. Después de la detección de la Vaca, NICER observó el objeto durante unos 60 días para recopilar datos de rayos X sobre su comportamiento posnova.
En esos datos, los investigadores encontraron que algo dentro de la Vaca estaba pulsando en rayos X suaves, dejando escapar una ráfaga cada 4,4 milisegundos. El patrón se repitió durante todo el período de observación de 60 días.
Esta periodicidad establece restricciones bastante estrictas sobre el mecanismo físico que produce los rayos X; sea lo que sea, no puede tener más de 1.000 kilómetros de ancho. “Lo único que puede ser tan pequeño es un objeto compacto, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro”, comenta Pasham.
Características
De igual forma, la fuerza de la señal impone limitaciones a la masa del objeto. No puede tener más de 800 veces la masa del Sol, lo que descarta la interrupción de las mareas de un agujero negro de masa intermedia. Esto también sugiere un colapso del núcleo.
Las pulsaciones periódicas podrían producirse por diferentes mecanismos, dependiendo de cuál sea el objeto compacto. Si se trata de una estrella de neutrones, su velocidad de giro podría ser de 4,4 milisegundos. Si se trata de un agujero negro, la emisión se produciría por retroceso: material expulsado durante la supernova que vuelve a caer en el agujero negro recién nacido, generando emisiones de rayos X.
Sin embargo, todavía quedan algunas preguntas sin respuesta con cualquiera de los modelos. Para una estrella de neutrones, la estrechez del rango de frecuencia de las emisiones es difícil de explicar. Para un agujero negro, características como el brillo y la estabilidad de los rayos X son difíciles de explicar. Posteriores trabajos, sin duda arrojarán algo más de luz.