Chandra descubre que misteriosos restos de supernovas 'parpadean' en la galaxia M83 y halla escombros estelares junto al agujero negro central de la Vía Láctea

Durante décadas, los astrónomos pensaron que la muerte de una estrella masiva era un evento grandioso pero con un final predecible: un lento desvanecerse hacia la oscuridad. Tras la explosión inicial de la supernova, la nube de gas caliente y escombros resultante —conocida como remanente de supernova— debía simplemente enfriarse y atenuarse con el paso de los siglos. Pero un nuevo estudio de 14 años de la cercana galaxia espiral Messier 83 (M83) le ha dado un vuelco a esa suposición.

Usando datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, un equipo de investigadores identificó 22 fuentes de rayos X vinculadas a remanentes de supernova en M83, ubicada a unos 15 millones de años luz de la Tierra. Lo que encontraron fue que aproximadamente la mitad de estos remanentes no se están apagando en silencio, sino que parpadean, iluminándose y atenuándose dramáticamente en escalas de tiempo de apenas unos años .

"Sabemos que las fuentes individuales de rayos X pueden variar enormemente, pero encontrar que tantos remanentes de supernova hacen esto fue una verdadera sorpresa", declaró Andrea Prestwich, astrónoma de la Universidad Católica de América que lideró el estudio. "Algo inusual está sucediendo definitivamente dentro de estos objetos" . Los hallazgos, presentados en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana, fueron publicados en The Astrophysical Journal .

El misterio de los remanentes inquietos

Los remanentes de supernova suelen tener cientos o miles de años. A medida que la onda de choque inicial de la explosión pierde energía, el gas caliente debería irradiar sus rayos X y volverse progresivamente más tenue. La población en M83 no está siguiendo el guion .

De las 22 fuentes de rayos X analizadas durante la ventana de observación de 14 años (del 2000 al 2014), cerca de la mitad mostró cambios medibles en su brillo. No se trató de un parpadeo sutil; las variaciones fueron lo suficientemente significativas como para ser obvias en los datos, con algunas fuentes brillando y atenuándose en cantidades sustanciales a intervalos irregulares .

Solo uno de los remanentes variables tiene una explicación sencilla. Designado como SN 1957D, se observó que este remanente estaba estrellando sus escombros de alta velocidad contra una densa región de gas circundante. La colisión produce una ráfaga de material calentado por el choque y una emisión extra de rayos X, lo que explica sus llamaradas. Para los otros más de diez remanentes parpadeantes, la causa es menos clara .

Zombis estelares: binarias y acreción de retroceso

El equipo de investigación ha propuesto dos teorías principales para el misterioso parpadeo, y ambas sugieren que no se trata simplemente de estrellas "muertas", sino de sistemas que aún consumen material activamente.

El escenario de la estrella compañera sobreviviente: Muchas estrellas masivas nacen en pares binarios. Cuando la más masiva de las dos explota, puede dejar atrás un objeto compacto y denso —una estrella de neutrones o un agujero negro— mientras su compañera permanece intacta. La gravedad del remanente puede entonces arrancar material estelar de la compañera sobreviviente. A medida que este gas gira en espiral hacia el objeto compacto, se calienta a millones de grados, creando un potente sistema binario de rayos X. La tasa impredecible de esta transferencia de material podría causar el parpadeo observado .

Acreción de retroceso: En lugar de una estrella donante, el recién formado agujero negro o estrella de neutrones podría estar recapturando una porción de los escombros que fueron expulsados hacia afuera en la supernova original. Este "reciclaje cósmico", donde parte del material no logra escapar de la atracción gravitacional y vuelve a caer sobre el objeto central, produciría de igual manera emisiones variables de rayos X .

Estas explicaciones no son mutuamente excluyentes, y es posible que ambos procesos estén actuando en los diferentes remanentes de la muestra. La evidencia a favor de la teoría de la estrella binaria se ve reforzada por las ubicaciones de los remanentes parpadeantes: se encuentran en regiones de M83 con mayores concentraciones de estrellas masivas jóvenes, justo donde se esperaría hallar binarias de rayos X de alta masa .

Una sorpresa similar en otra galaxia

M83 no es un caso aislado. Un estudio de seguimiento de la Galaxia Remolino (M51) reveló una población comparable de fuentes variables de rayos X asociadas con remanentes de supernova. El descubrimiento de este patrón en una segunda galaxia con formación estelar sugiere que los remanentes parpadeantes podrían ser una fase común, y previamente pasada por alto, de la vida después de la muerte estelar en el universo .

Descubrimiento extra: una supernova junto a un agujero negro

En un hallazgo independiente pero igualmente fascinante, Chandra y el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea descubrieron evidencia de un remanente de supernova en uno de los entornos más extremos que se puedan imaginar. Los restos fueron encontrados cerca de Sagitario A* (Sgr A*), el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, a unos 26.000 años luz de la Tierra .

Los astrónomos estiman que la estrella que creó estos escombros explotó hace relativamente poco, unos 1.700 años. El remanente resultante, ubicado cerca de una región llamada Sagitario C, se está expandiendo a aproximadamente 3,2 millones de kilómetros por hora. Si se confirma la identificación, este sería el remanente de supernova más cercano jamás descubierto al agujero negro central de nuestra galaxia .

El descubrimiento, también publicado en The Astrophysical Journal, sitúa una explosión estelar en un vecindario violento dominado por la gravedad extrema, densos campos magnéticos y nubes de gas que son azotadas a altas velocidades. Estudiar un remanente en este entorno proporciona a los astrónomos un laboratorio único para comprender cómo se comporta la materia en los campos gravitacionales más poderosos del universo .