Observan una explosión cósmica que 'no tiene sentido', según los científicos

Los científicos observaron una explosión 'perfecta' a 140 millones de años luz de la Tierra a la que bautizaron como GW170817 con el Very Large Telescope en el Observatorio Europeo Austral, combinado con datos del Telescopio Espacial Hubble. Según un nuevo análisis de las secuelas de una histórica colisión de estrellas de neutrones observada en 2017, la explosión de kilonova producida por las dos estrellas condujo a la formación de una esfera completamente simétrica, casi perfecta, algo que carece de sentido para los astrónomos. No entienden por qué ha pasado esto, ya que contradice todas las suposiciones previas sobre lo que sabemos acerca de las kilonovas.

"Tienes dos estrellas supercompactas que orbitan entre sí 100 veces por segundo antes de colapsar. Nuestra intuición, y todos los modelos anteriores, dicen que la nube de explosión creada por la colisión debe tener una forma aplanada y bastante asimétrica", dice Albert Sneppen, del Instituto Niels Bohr y primer autor del estudio publicado en la revista Nature.

Una kilonova con fin inesperado

Las estrellas de neutrones son básicamente cadáveres cósmicos ultradensos que vagan por el espacio y, con campos gravitatorios incomprensiblemente fuertes, que trituran todo a su paso, casi como los hermanos pequeños de los agujeros negros. Cuando una estrella de neutrones ha usado todo el combustible de fusión en su núcleo, expulsa su material exterior y el núcleo colapsa en un objeto ultra denso. Las estrellas más pequeñas se convierten en enanas blancas, hasta alrededor de 1,4 veces la masa del Sol. Las estrellas de rango medio se convierten en estrellas de neutrones, hasta alrededor de 2,4 veces la masa del Sol. Y las estrellas más masivas se convierten en agujeros negros.

Cuando chocan dos estrellas de neutrones, el resultado es brutal; estas colisiones son una fuente de ráfagas de radiación gamma, la luz más energética del universo. Pero... parece que hay mucho que aún no sabemos sobre ellas.

El hecho de que formase una esfera casi completamente simétrica en vez de una nube plana de acuerdo con las leyes de la física, ha desconcertado por completo a los científicos. El descubrimiento fue realizado por astrofísicos de la Universidad de Copenhague, quienes especulan que la forma esférica fue causada por una gran cantidad de energía que salió del centro de la explosión.

"Nadie esperaba que la explosión se viera así. No tiene sentido que sea esférica, como una pelota. Pero nuestros cálculos muestran claramente que lo es. Esto probablemente significa que las teorías y simulaciones de kilonovas que hemos estado considerando durante el últimos 25 años carecen de física importante", explica Darach Watson, profesor asociado del Instituto Niels Bohr y coautor del trabajo.

Una estrella de neutrones hipermasiva

Pero todos los datos dicen que así es. Sneppen sugiere que tal vez una gran cantidad de energía salió del centro de la explosión para crear su extraña forma esférica. La idea es que tal flujo de energía podría haber suavizado cualquier torcedura y otros aspectos asimétricos del objeto, presentándonos lo que básicamente parece un globo cósmico circular.

"Tal vez se crea una especie de 'bomba magnética' en el momento en que la energía del enorme campo magnético de la estrella de neutrones hipermasiva se libera cuando la estrella colapsa en un agujero negro", explica el astrofísico Darach Watson del instituto Niels Bohr. "La liberación de energía magnética podría hacer que la materia en la explosión se distribuya de forma más esférica. En ese caso, el nacimiento del agujero negro puede ser muy energético".

Sin embargo, esta teoría no explica del todo este insólito hallazgo. Es posible que haya más de un mecanismo en juego. Está claro que habrá que esperar a poder observar más eventos de este tipo para sacar conclusiones más certeras.

"Saber cuál es la forma es crucial aquí, porque si tienes un objeto que no es esférico, emite de manera diferente, dependiendo de tu ángulo de visión. Una explosión esférica proporciona una precisión mucho mayor en la medición", dicen los expertos.

Necesitamos más datos sobre kilonovas.

Referencia:

Albert Sneppen, Spherical symmetry in the kilonova AT2017gfo/GW170817, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05616-x. www.nature.com/articles/s41586-022-05616-x