Hace 21 millones de años atrás, cuando nuestros antepasados comenzaban a diferenciarse de los monos en África, una enorme estrella de alrededor de diez veces la masa del sol y que se encontraba en las últimas fases de su vida explotó en nuestro “vecindario” galáctico. Este objeto estalló en una zona conocida como la Galaxia del Remolino, ubicada a sólo 21 millones de años luz de distancia. Dicha galaxia está dentro de una zona que se conoce como el Volumen Local, donde existen alrededor de 500 galaxias catalogadas, la mayoría de ellas galaxias enanas. La Galaxia del Remolino es una de las más espectaculares en el Volumen Local por su gran tamaño y hermosos brazos espirales desplegados en una orientación óptima para ser observados desde nuestro planeta.
El 19 de mayo de este año, el astrónomo amateur japonés Koichi Itagaki detectó la primera luz que llegaba de este increíble evento cósmico, como una nueva estrella en uno de los brazos espirales de la Galaxia del Remolino. Esta nueva estrella era en realidad una supernova, una bola de gas expandiéndose a miles de kilómetros por segundo y a miles de grados de temperatura producto de la explosión de una estrella supergigante roja, una estrella masiva en las fases finales de su vida con un tamaño mayor al de la órbita de Júpiter alrededor del Sol. Este evento, que fue llamado supernova 2023ixf, es la supernova más cercana en ser detectada en los últimos cinco años. Por esta razón, inmediatamente luego del hallazgo de Itagaki los principales observatorios astronómicos del mundo se dedicaron a observarlo para obtener más información.
En paralelo, los astrónomos amateur del mundo comenzaron a revisar sus observaciones de la Galaxia del Remolino, que es una de objetos favoritos para fotografiar en el cielo, para comprobar si aquella supernova había sido detectada antes que Itagaki. En efecto, repartidos en los computadores de astrónomos amateur del mundo se encontraron decenas de observaciones en las horas anteriores al anuncio inicial, concluyendo que Itakagi habría reconocido la supernova casi 24 horas después de la explosión. Esta información será fundamental para entender la naturaleza de esta explosión y confirma la importancia de la astronomía amateur.
Además de estudiar cómo cambia el brillo de la supernova con el tiempo, una pieza clave para entender la naturaleza exacta de aquella estrella y de su explosión como supernova es la obtención de un espectro desde un observatorio profesional. En un espectro, la luz se hace pasar por un prisma para descomponerla en distintas longitudes de onda, algo así como obtener un arcoiris de miles de colores a partir de la luz de la supernova. Esto permite entender la composición, temperatura y densidad del material que compone la supernova. Crucialmente, mientras más temprano se tome un espectro, más externas serán las capas de material de la supernova que será posible estudiar.
¿Por qué queremos entender las capas más externas de estas explosiones? En los últimos años hemos descubierto que las estrellas supergigantes rojas parecen “darse cuenta” de que van a explotar. La teoría decía que las capas más externas de las estrellas supergigantes rojas no deberían notar que la estrella va a explotar porque éstas reaccionan muy lentamente a cambios en el interior de la estrella. Sin embargo, las observaciones indican que justo antes de explotar como supernova estas estrellas expulsarían grandes cantidades de material. Esto se observa directamente en espectros tomados muy temprano como material muy caliente que aún no ha sido alcanzado por la explosión. También se observa indirectamente como un destello de luz inicial que se extiende por varios días en lugar de solo horas, ya que la luz debe atravesar material de varias veces el tamaño de la estrella original para poder escapar, demorándose más en su trayecto hacia el exterior.
En el caso de la supernova 2023ixf todas estas anomalías se confirmaron durante los primeros cinco días de la explosión, lo que constata que las estrellas supergigantes rojas pierden grandes cantidades de materia antes de explotar como supernova. Además de lo anterior, se detectó que la luz se originó de una estructura asimétrica durante los primeros días (lo que se puede inferir estudiando las direcciones de oscilación de la luz que recibimos); y tal vez lo más interesante, que esta supernova se originó de una estrella supergigante roja que que variaba su brillo antes de la explosión.
En los próximos meses la comunidad seguirá observando esta supernova, analizando datos anteriores y posteriores a la explosión para resolver este rompecabezas cósmico. A medida que transcurran los meses, la supernova se expandirá y enfriará, permitiendo que las observaciones espectroscópicas puedan escudriñar las capas más interiores y así entender mejor el mecanismo que dio origen a este evento.
Las conclusiones que se obtengan de este evento serán muy importantes a la hora de interpretar las variaciones en el brillo de la estrella Betelgeuse, una supergigante roja ubicada a 640 años luz de distancia y uno de los “hombros” de la constelación de Orión. Esta estrella ha mostrado variaciones inusuales en su brillo en los últimos años y algunos investigadores especulan que esto podría estar señalando su pronta explosión. Si esto ocurriera durante nuestras vidas tendríamos el privilegio de observar uno de los eventos más espectaculares de la galaxia: una estrella tan brillante como la luna llena iluminando la noche durante varios meses.
Es interesante notar cómo la ciencia se rige por la evidencia observacional nutrida del conocimiento teórico. En el caso de las explosiones de estrellas supergigantes rojas hemos descubierto un aspecto no predicho por la teoría gracias a nuevos telescopios que permiten detectar y seguir supernovas muy jóvenes. Cuando la evidencia es clara la ciencia avanza rápidamente: en sólo cinco años la literatura científica especializada se adaptó a la nueva evidencia. Esto ha motivado nuevas preguntas e hipótesis, donde sólo aquellas explicaciones que se ajusten a las observaciones perdurarán.
Nota: acá puedes encontrar instrucciones para construir un remolino con una foto de la Galaxia del Remolino.
