Detectada la explosión cósmica más duradera jamás observada
Expertos del IEEC en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) han estudiado la explosión, que es más de 10 veces más brillante que ninguna otra supernova.
Ocurrió a una distancia de aproximadamente 8.000 millones de años luz, cuando el universo tenía alrededor de 6.000 millones de años.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por la Universidad de Southampton y con la participación de investigadores del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), han descubierto la explosión cósmica más duradera jamás vista, tal como presentan en un artículo publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La explosión es más de 10 veces más brillante que ninguna otra supernova conocida (explosión estelar) y 3 veces más brillante que el evento de disrupción de marea, fenómeno astronómico en el que una estrella se acerca demasiado a un agujero negro supermasivo y ‘cae’ dentro de él.
La explosión estelar, conocida como AT2021lwx, ha tenido una duración de más de tres años, en comparación con la mayoría de supernovas que sólo son visiblemente luminosas durante unos meses. AT2021lwx tuvo lugar a una distancia aproximada de 8.000 millones de años luz, cuando el universo tenía unos 6.000 millones de años, y todavía está siendo detectada por una red de telescopios.
El equipo cree que la explosión es resultado de una gran nube de gas, posiblemente miles de veces más grande que nuestro Sol, que ha sido despedazada violentamente por un agujero negro supermasivo. Los fragmentos de la nube serían consumidos, enviando ondas de choque a través de sus restos, así como a una especie de gran ‘rosquilla’ polvorienta que rodea el agujero negro. Este tipo de eventos son excepcionales y hasta ahora no se había observado ninguno de este calibre.
El año pasado, el mismo equipo presenció la explosión más brillante nunca registrada: un estallido de rayos gamma conocido como GRB 221009A. Aunque este fue más brillante que el acontecimiento AT2021lwx, duró solo una fracción del tiempo, lo que significa que la energía total liberada por la explosión de la AT2021lwx es mucho más grande.
«Es realmente impactante cuando encuentras un evento transitorio, compruebas su brillo y te das cuenta de que es un orden de magnitud más brillante que cualquier otra supernova», dice Lluís Galbany, investigador del IEEC en el ICE-CSIC. «Cuando nuestros colaboradores nos comunicaron la existencia de este evento transitorio, rápidamente preparamos una propuesta de respuesta rápida para observarlo con el Gran Telescopio Canarias», añade.
Detectada gracias a una red de telescopios
AT2021lwx fue detectada por primera vez en 2020 por la Zwicky Transient Facility en California y posteriormente recogida por el El Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS, por su sigla en inglés), con sede en Hawái. Estas instalaciones examinan el cielo nocturno para detectar objetos transitorios que cambian rápidamente de brillo, lo que lleva a detectar eventos cósmicos como supernovas, así como asteroides y cometas. Hasta ahora se desconocía la magnitud de la explosión.
«Nos encontramos con esto por casualidad, ya que nuestro algoritmo de búsqueda lo señaló cuando buscábamos un tipo de supernova», dice el Dr. Philip Wiseman, investigador de la Universidad de Southampton y líder de la investigación. «La mayoría de las supernovas y eventos de disrupción de marea solo duran un par de meses antes de desaparecer. Que algo fuese brillante durante más de dos años fue muy inusual».
El equipo investigó más a fondo el objeto con varios telescopios diferentes: el Telescopio Neil Gehrels Swift (una colaboración entre la NASA, Reino Unido e Italia), el New Technology Telescope (operado por el Observatorio Europeo Austral) en Chile y el Gran Telescopio Canarias en La Palma, España.
«Dada la singularidad de este evento, lo observamos en diferentes longitudes de onda con el objetivo de comprender su naturaleza. En particular, nuestra propuesta al Gran Telescopio Canarias (GTC) nos permitió observar la presencia y ausencia de diferentes líneas espectrales y compararlas con las de otros eventos transitorios conocidos para comprender mejor los procesos físicos detrás de esta fuente brillante», apunta Tomás. E. Müller Bravo, investigador postdoctoral del IEEC en el ICE-CSIC e Investigador Principal de la propuesta al GTC.
Midiendo la distancia a la explosión
Al analizar el espectro de la luz, dividirlo en diferentes longitudes de onda y medir las diferentes características de absorción y emisión del espectro, el equipo pudo medir la distancia al objeto.
Los únicos objetos en el universo que son tan brillantes como AT2021lwx son los cuásares, agujeros negros supermasivos con un flujo constante de gas que cae sobre ellos a alta velocidad.
«Cuando descubres un evento transitorio con propiedades diferentes a las que acostumbras a monitorizar, tu primera reacción es tratar de explicar qué eventos pueden producirlos y cómo. Como consecuencia, aparecen múltiples alternativas, pero muy pocas pueden describir tus observaciones», dice Claudia Gutiérrez, investigadora posdoctoral del ICE-CSIC. «Esto es lo que pasó con este evento», añade.
¿Qué causó la explosión?
Hay diferentes teorías sobre lo que podría haber causado tal explosión, pero el equipo considera que la explicación más factible es que una nube extremadamente grande de gas (principalmente hidrógeno) o polvo se ha desviado de su órbita alrededor del agujero negro y ha sido atrapada por este.
El equipo ahora se propone recopilar más datos sobre la explosión, midiendo diferentes longitudes de onda, incluidos los rayos X, que podrían revelar la superficie y la temperatura del objeto, así como otros procesos subyacentes. También llevarán a cabo simulaciones computacionales mejoradas para comprobar si coinciden con su teoría de la causa de la explosión.
Nota de prensa elaborada en colaboración con el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC).
Imagen Principal
Leyenda: Impresión artística de la acreción de un agujero negro.
Crédito: John A. Paice.
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Más información
Esta investigación se presenta en un artículo titulado «Multiwavelength observations of the extraordinary accretion event AT2021lwx», de P. Wiseman et al., incluidos L. Galbany, T. Müller-Bravo y Claudia Gutiérrez, que ha aparecido en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 12 de mayo de 2023. Doi.org/10.1093/mnras/stad1000
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