El Chandra Descubre Misteriosos Cambios de Brillo en Restos de Supernovas de la Galaxia M83
Timelapse de dos curiosos remanentes de supernova ocultos en el interior de la galaxia cercana Messier 83. Créditos: NASA/CXC/SAO/ESA/AURA/STScI
Los remanentes de supernovas suelen considerarse estructuras relativamente estables que se desvanecen lentamente con el paso del tiempo. Sin embargo, un nuevo estudio realizado con datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha puesto en cuestión esta idea tras detectar variaciones sorprendentes en el brillo de numerosos remanentes de supernovas ubicados en la galaxia Messier 83 (M83).
El hallazgo, presentado durante una reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense y publicado en The Astrophysical Journal, podría ayudar a comprender mejor la evolución de las estrellas masivas y el papel que desempeñan los agujeros negros y las estrellas de neutrones en las etapas finales de su vida.
Una galaxia repleta de formación estelar
Messier 83, también conocida como la Galaxia del Molinillo Austral, se encuentra a unos 15 millones de años luz de la Tierra. Se trata de una galaxia especialmente activa en la formación de nuevas estrellas, lo que la convierte en un laboratorio ideal para estudiar fenómenos extremos relacionados con la evolución estelar.
Los investigadores analizaron observaciones realizadas por Chandra entre los años 2000 y 2014. Gracias a este amplio conjunto de datos, pudieron examinar con detalle 22 fuentes de rayos X asociadas a remanentes de supernovas.
La sorpresa llegó al comprobar que aproximadamente la mitad de estos objetos mostraban cambios significativos en su brillo durante el periodo de observación, algo que los modelos actuales no predecían.
Un comportamiento inesperado en los restos de supernovas
Los científicos esperaban que los remanentes de supernovas con más de un siglo de antigüedad perdieran intensidad de forma gradual. Sin embargo, los datos revelaron que muchos de ellos experimentaban aumentos y disminuciones notables en la emisión de rayos X.
Según Andrea Prestwich, investigadora principal del estudio, este comportamiento resulta difícil de explicar mediante los mecanismos tradicionales conocidos para este tipo de objetos.
Uno de los casos sí tiene una explicación clara. Se trata de SN 1957D, un remanente de supernova observado por primera vez hace casi siete décadas. En este caso, los destellos de rayos X parecen estar provocados por la colisión de los restos de la explosión con material circundante.
No obstante, esta explicación no sirve para justificar la variabilidad observada en el resto de los objetos estudiados.
La posible presencia de agujeros negros y estrellas de neutrones
La hipótesis más sólida planteada por los investigadores apunta a la existencia de sistemas binarios de rayos X de alta masa, conocidos como HMXB por sus siglas en inglés.
Estos sistemas se forman cuando dos estrellas masivas orbitan una alrededor de la otra. Tras explotar una de ellas como supernova, deja tras de sí un agujero negro o una estrella de neutrones. La estrella compañera sobrevive y continúa orbitando el objeto compacto.
Con el tiempo, el agujero negro o la estrella de neutrones comienza a atraer material de la estrella superviviente. Este material alcanza temperaturas extremadamente altas debido a la intensa gravedad, generando una potente emisión de rayos X detectable por telescopios espaciales como Chandra.
Los científicos creen que este proceso podría explicar las fluctuaciones observadas en numerosos remanentes de supernovas de M83.
Un descubrimiento sin precedentes
Aunque los astrónomos conocen la existencia de sistemas HMXB desde hace décadas, su asociación con remanentes de supernovas es extremadamente rara.
Hasta ahora, solo se habían identificado unos pocos ejemplos en todas las galaxias observadas. Por ello, encontrar más de 20 candidatos potenciales en una sola galaxia supone un descubrimiento excepcional.
Además, los investigadores comprobaron que estos remanentes variables se concentran en regiones con una elevada densidad de estrellas masivas, reforzando la teoría de que están relacionados con sistemas binarios de alta masa.
¿Reciclaje cósmico tras una explosión estelar?
El equipo también contempla una segunda explicación para algunos de los objetos observados.
En lugar de alimentarse de una estrella compañera, los agujeros negros o estrellas de neutrones podrían estar capturando parte del material expulsado durante la explosión original de la supernova.
Este fenómeno, descrito por los investigadores como una forma de «reciclaje cósmico», implicaría que los restos de la explosión vuelven a caer sobre el objeto compacto creado por la propia supernova.
Los científicos consideran que ambas explicaciones podrían coexistir, dependiendo de las características particulares de cada fuente observada.
Un fenómeno que también aparece en otras galaxias
Los resultados obtenidos en M83 no parecen ser un caso aislado. Un estudio posterior realizado en la galaxia M51 ha detectado una población similar de fuentes variables de rayos X asociadas a remanentes de supernovas.
Este descubrimiento sugiere que el fenómeno podría ser relativamente común en galaxias con una intensa actividad de formación estelar.
Si futuras observaciones confirman esta tendencia, los astrónomos podrían estar ante una nueva categoría de objetos astrofísicos que ayude a comprender mejor cómo evolucionan las estrellas masivas después de explotar y cómo interactúan los agujeros negros y las estrellas de neutrones con su entorno.
La investigación abre una nueva ventana para estudiar algunos de los procesos más energéticos y extremos del universo, demostrando que incluso los restos aparentemente inertes de una explosión estelar pueden seguir ocultando sorprendentes secretos.