Observan la supernova más brillante de la historia

En astronomía es habitual que se superen los récords de distancia, tamaño, energía y otros parámetros de los cuerpos celestes, pero ahora los científicos han quedado atónitos ante el brillo alcanzado por lo que consideran una supernova, ya de por sí uno de los eventos más poderosos del universo. La explosión estelar que han observado es 200 veces mayor que la de las supernovas típicas, y su luminosidad dobla el récord anterior detectado en estos objetos.

En su pico de intensidad, la supernova ASASSN-15lh –así se llama– brilló 570.000 millones de veces más que el Sol, casi 50 veces más que toda la Vía Láctea. Esto supone un nivel de luminosidad equivalente a veinte veces el que producirían juntas las 100.000 millones de estrellas de nuestra galaxia. El sorprendente hallazgo se confirma esta semana en la revista Science.

“ASASSN-15lh es la supernova más potente descubierta en la historia humana”, destaca el autor principal, Subo Dong, profesor en el Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica (KIAA) de la Universidad de Pekín (China).

En su pico de actividad, esta supernova superluminosa brilló casi 50 veces más que toda la Vía Láctea

Esta explosión sin precedentes se considera un ejemplo destacado de las denominadas ‘supernovas superluminosas’, una rara variedad de supernovas que aparecen tras morir algunas estrellas. En este caso se trata de una de las más cercanas jamás vista, a unos 3.800 millones de años luz de distancia.

Sin embargo, los científicos están francamente perdidos con respecto a qué tipo de estrellas y escenarios podrían ser responsables de estas supernovas tan extremas. “El mecanismo y fuente de energía de la explosión siguen siendo un misterio, porque todas las teorías conocidas se enfrentan a graves desafíos para explicar la inmensa cantidad de energía que ASASSN-15lh ha irradiado”, apunta Dong.

Una de las hipótesis más aceptadas es que la enorme energía de las supernovas superluminosas viene de magnetares, estrellas de neutrones altamente magnetizadas que giran muy rápido y se supone son los núcleos hipercomprimidos resultantes de estrellas masivas que han explotado.

Sin embargo, ASASSN-15lh es tan potente que este escenario del magnetar no logra las energías necesarias. Los investigadores se preguntan cómo un objeto del que especulan que podría tener poco más de 17 kilómetros de ancho en su centro puede desencadenar una explosión más brillante que la Vía Láctea.

“Si realmente es un magnetar, es como si la naturaleza se llevara todo lo que sabemos sobre magnetares y pusiera un 11 en una escala del 1 al 10”, plantea Krzysztof Stanek, también coautor de la Universidad Estatal de Ohio. Supernovas como ASASSN-15lh podrían surgir por la desaparición de estrellas increíblemente masivas que van más allá del nivel superior de masas que la mayoría de los astrónomos especularían se pueden alcanzar.

“La respuesta honesta es que no sabemos cuál puede ser la fuente de energía de ASASSN-15lh”, reconoce Dong, que adelanta: “Este objeto puede ayudar a plantear nuevas ideas y observaciones del grupo de las supernovas superluminosas, y esperamos que podamos descubrir mucho más en los próximos años”.

Historia de una observación excepcional

ASASSN-15lh se observó por primera vez en junio 2015 con los telescopios gemelos y lentes de 14 cm de diámetro situados en Cerro Tololo (Chile). Los dos pequeños telescopios barren el cielo para detectar objetos que aparecen de repente, como este, y que son intrínsecamente muy brillantes, aunque están demasiado lejos para los ojos humanos.

El hallazgo se hizo en el marco del sondeo All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN), una colaboración internacional con sede en la Universidad Estatal de Ohio (EE UU). De ahí el nombre de ASASSN-15lh, que recuerda a la palabra asesino en inglés y de un conocido videojuego.

Dong y sus colegas procuraron no decir nada sobre su observación hasta recopilar más datos, aunque el año pasado ya se filtraron algunos. Contaron con la colaboración de múltiples telescopios, mucho más grandes que los suyos y situados tanto en diversas partes de la Tierra como en el espacio, con el satélite Swift de la NASA. La campaña de observación continúa actualmente.

La respuesta honesta es que no sabemos cuál puede ser la fuente de energía de ASASSN-15lh

Solo en sus primeros cuatro meses, ASASSN-15lh irradió tanta energía que nuestro Sol necesitaría más de 90.000 millones de años para igualarla. Mediante el examen de este brillante resplandor, que poco a poco va desapareciendo, los astrónomos han recogido algunas pistas básicas sobre su origen.

Utilizando el telescopio Du Pont de 2,5 m en Chile, los investigadores Ben Shappee y Nidia Morrell de los Observatorios Carnegie (EE UU) identificaron las firmas espectrales que dejaron los elementos químicos esparcidos por la explosión. El espectro resultante desconcertó a los miembros del equipo, ya que no se parecía a ninguno de los cerca de 200 conseguidos de otras supernovas.

Con las sugerencias de su colega Stanek y del investigador José Prieto desde la Universidad Diego Portales y el Instituto Milenio de Astrofísica, en Chile, Dong se dio cuenta de que ASASSN-15lh podría ser una supernova superluminosa. Encontró una coincidencia espectral parecida en un objeto de este tipo encontrado en 2010, pero faltaba confirmar la distancia a la que se entraba con observaciones adicionales.

Otros tres telescopios trataron de recopilar los espectros necesarios, pero el mal tiempo y contratiempos con los instrumentos lo obstaculizaron durante más de una semana, hasta que por fin el South African Large Telescope (SALT) de 10 m verificó las observaciones de las firmas elementales, así como la distancia y enorme energía de ASASSN-15lh. “Al recibir estos resultados y comprobar que habíamos descubierto la supernova más potente no pude dormir en toda la noche”, recuerda Dong.

¿Qué tipo de supernova superluminosa?

Las observaciones actuales han puesto de manifiesto que ASASSN-15lh tiene ciertas características que se ajustan a las supernovas superluminosas ‘pobres en hidrógeno’ (conocidas como del Tipo I), una de las dos clases principales de estas explosiones denominadas así por carecer de la firma del hidrógeno en sus espectros. En este caso también presenta una tasa de disminución de temperatura y expansión del radio similar a otras supernovas.

Al comprobar que habíamos descubierto la supernova más potente, no pude dormir en toda la noche

Los autores han comprobado que el comportamiento de ASASSN-15lh imita las fases de temperatura y luminosidad de las supernovas Tipo I, pero de forma mucho más extrema. Sin hidrógeno, los autores suponen que su extraordinaria emisión de luminosidad se puede alimentar por una asombrosa cantidad de níquel desintegrándose (aproximadamente 30 veces la masa del Sol), en paralelo con la opción del magnetar.

A parte de su colosal potencia, ASASSN-15lh también es distinta en otros aspectos. No solo es más brillante, también más caliente que su pariente aparentemente más cercano. Además, la galaxia en la que se aloja tampoco tiene precedentes. Las supernovas superluminosas Tipo I vistas hasta ahora han estallado en galaxias tenues más pequeñas y con bastantes estrellas, que se mueven mucho más rápido que en la Vía Láctea. Sin embargo, la galaxia de ASASSN-15lh parece más grande y 'tranquila'. Incluso podría residir en una todavía oculta y pequeña galaxia débil, vecina de la que ahora parece su gran casa galáctica.

Para aclarar donde se encuentra exactamente ASASSN-15lh, a qué tipo pertenece y otros muchos de sus misterios, al equipo de investigación le han concedido este año un valioso tiempo de observación en el telescopio espacial Hubble. Dong y sus colegas confían en obtener nueva información sobre esta poderosa fuente de luz del universo. Según los autores, por su potente brillo y cercanía, puede ayudar a descubrir los secretos de estas desoncertantes detonaciones celestes.