Fenómenos ultraluminosos rápidos en el azul
Unos astrónomos han captado en el universo lejano el primer ejemplo de un acontecimiento astronómico extremadamente brillante y de muy rápida evolución. Se trata de un fenómeno transitorio tan brillante como una explosión estelar o supernova, pero con una evolución mucho más rápida.
La investigación la ha realizado un equipo internacional con participación de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ambas entidades en España.
El hallazgo se enmarca en el proyecto internacional Musses (MUltiband Subaru Survey for Early-phase Supernovae), liderado por Jian Jiang, del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). Esta iniciativa tiene por objetivo esclarecer la naturaleza de varios de estos fenómenos transitorios, denominados fenómenos ultraluminosos rápidos en el azul. Se trata de rápidos pulsos con una gran energía en el espectro azul o ultravioleta y con un espectacular brillo visible, que va decreciendo.
En concreto, esta investigación está centrada en MUSSES2020J, un fenómeno transitorio de evolución rápida descubierto el 11 de diciembre de 2020 cerca del centro de una galaxia normal de masa baja. Durante su observación, los científicos observaron que el brillo crecía apreciablemente.
«Más sorprendentemente, la rápida evolución de la curva de luz y el muy alto corrimiento al rojo del fenómeno, confirmado por observaciones subsiguientes, indicaban que el brillo de MUSSES2020J era más de 50 veces mayor que cuando fue descubierto, al tiempo que la fase de subida era mucho más corta que la de una supernova normal«, explica la investigadora del CSIC Pilar Ruiz-Lapuente, que trabaja en el Instituto de Física Fundamental (IFF), dependiente del CSIC.
«Este fenómeno se parece mucho a AT 2018cow, también descubierto recientemente, otro fenómeno ultraluminoso rápido en el azul«, añade David Jones, del IAC. «Solo se han descubierto un puñado de estos hasta ahora y todavía no habíamos observado ninguno justo después de su aparición, debido a su evolución tan extremadamente rápida«, destaca.
Los datos obtenidos suscitan discusiones acerca del origen de este y algunos otros fenómenos parecidos. Los resultados de este trabajo indican que se trata de un objeto compacto activo: un agujero negro o una estrella de neutrones.
«Hay varias posibilidades: que se trate de una estrella destrozada por efecto de la marea de un agujero negro de gran masa, o bien una supernova que ocurre asociada a una estrella de neutrones con un campo magnético muy fuerte o magnetar. También podría tratarse de una supernova de tipo pulsante debido a la inestabilidad producida por la creación de pares electrón-positrón o PPISN«, subraya Ruiz-Lapuente.
Las PPISN son explosiones de estrellas muy masivas que se colapsan y forman un agujero negro al mismo tiempo que eyectan las capas externas en forma de chorro. Este modelo podría explicar el fenómeno transitorio AT 2018cow. Es posible que un modelo PPISN parecido, con una cantidad de materia circunestelar distinta, pueda explicar también la curva de luz de MUSSES2020J. «Casi no cabe duda de que hay un objeto compacto activo implicado y de que esa es la razón por la cual estos fenómenos transitorios son tan distintos de las supernovas normales«, señala la investigadora del CSIC.
«El universo está lleno de fenómenos astronómicos transitorios muy energéticos y que tienen lugar durante periodos muy cortos de tiempo. A fin de poder entender su origen, durante las últimas décadas se han llevado a cabo diversas inspecciones en el terreno temporal. A medida que se han ido descubriendo más y más fenómenos transitorios han aparecido nuevos tipos que eran desconocidos«, apunta Jiang.
«Nuestro objetivo es captar diversos fenómenos transitorios de evolución rápida, dentro del mismo día en que acaecen, usando la instalación más potente del mundo para tales inspecciones: la Hyper Suprime-Cam (HSC), montada el telescopio Subaru, de 8,2 metros«, añade este investigador. «Observaciones consecutivas con Subaru y HSC en diciembre de 2020 dieron lugar al descubrimiento de 20 fenómenos transitorios de evolución rápida. Uno de ellos, MUSSES2020J, llamó la atención«, recalca.
El equipo internacional seguirá buscando la respuesta al origen de este nuevo tipo confirmado de fenómeno transitorio. Para ello, va a llevar a cabo observaciones con telescopios repartidos por todo el mundo, incluidos los del observatorio Roque de los Muchachos, en La Palma (islas Canarias, España).
Referencia
- Ji-an Jiang et al. «MUSSES2020J: The Earliest Discovery of a Fast Blue Ultraluminous Transient at Redshift 1.063». The Astrophysical Journal Letters, Volume 933, Number 2. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac7390
