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| Impresión artística de la misteriosa explosión AT2018cow. Créditos:Crédito: Observatorio Astronómico Nacional de Japón |
En junio de 2018, los astrónomos detectaron un destello brillante en el espacio procedente de la galaxia CGCG 137-068, situada a unos 200 millones de años luz. Posteriores observaciones espectroscópicas confirmaron que el destello es mucho más rápido y brillante que cualquier explosión estelar.
Bautizado como AT2018cow, el transitorio recibió pronto el apodo de "Vaca". Los astrónomos también lo catalogaron como un transitorio óptico azul rápido, o FBOT (por sus siglas en inglés), un evento brillante y de corta duración de origen desconocido.
Ahora, un equipo dirigido por el MIT ha encontrado pruebas sólidas del origen de la señal. Su estudio sugiere que la señal se originó en una estrella moribunda que, al colapsar, dio lugar a un objeto compacto en forma de agujero negro o estrella de neutrones. Ese objeto compacto absorbe el material circundante, comiéndose la estrella desde dentro. Este proceso genera una enorme explosión de energía.
Los científicos se fijaron en los datos de rayos X recogidos por el Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutrones (NICER) de la NASA. Estudiaron los datos para identificar las señales de rayos X que emanaban cerca de AT2018cow.
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| El estallido cósmico conocido como la Vaca provino de esta galaxia enana, llamada CGCG 137-068, situada a unos 200 millones de años luz de la Tierra. Crédito: R. MARGUTTI/W. OBSERVATORIO M. KECK |
Detectaron un pulso estroboscópico de rayos X de alta energía. Tras rastrear cientos de millones de pulsos de rayos X hasta la Vaca, los científicos descubrieron que estos pulsos se producían como un reloj cada 4,4 milisegundos en un periodo de 60 días.
Los científicos determinaron entonces la frecuencia de estos pulsos. Su frecuencia sugiere que los rayos X deben haberse originado en un objeto masivo.
Según los científicos, ese objeto no debe tener más de 1.000 kilómetros de ancho y una masa inferior a 800 soles. Según los estándares astrofísicos, un objeto así se consideraría compacto, como un pequeño agujero negro o una estrella de neutrones.
El autor principal, Dheeraj "DJ" Pasham, investigador del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, declaró: "Probablemente, hemos descubierto el nacimiento de un objeto compacto en una supernova. Esto ocurre en las supernovas normales, pero no lo habíamos visto antes porque es un proceso muy complicado. Creemos que esta nueva evidencia abre la posibilidad de encontrar agujeros negros bebé o estrellas de neutrones bebé".
La observación de rayos X también sugiere que la Vaca emite ráfagas a una frecuencia de 225 hertzios, o una vez cada 4,4 milisegundos. La frecuencia de los pulsos podría utilizarse para calcular directamente el tamaño de lo que estuviera pulsando.
En este caso, el tamaño del objeto que pulsa no puede ser mayor que la distancia que la velocidad de la luz puede cubrir en 4,4 milisegundos. Según este razonamiento, calculó que el tamaño del objeto no debía ser mayor de 1,3×108 centímetros, es decir, unos 1.000 kilómetros de ancho.
Según Pasham, "lo único que puede ser tan pequeño es un objeto compacto, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro".
Basándose en la energía emitida por la señal "Vaca", los científicos calcularon que el objeto no debe tener más de 800 masas solares.
Según Pasham, "esto descarta la idea de que la señal proceda de un agujero negro intermedio".
"Aparte de precisar la fuente de esta señal en particular, el estudio demuestra que los análisis de rayos X de los FBOT y otros fenómenos ultrabrillantes podrían ser una nueva herramienta para estudiar los agujeros negros infantiles".
"Siempre que hay un nuevo fenómeno, existe la emoción de que podría decir algo nuevo sobre el universo. En el caso de los FBO, hemos demostrado que podemos estudiar sus pulsaciones en detalle de una manera que no es posible en el óptico. Así que es una nueva forma de entender estos objetos compactos recién nacidos".
Fuentes, créditos y referencias:
Pasham, D.R., Ho, W.C.G., Alston, W. et al. Evidence for a compact object in the aftermath of the extragalactic transient AT2018cow. Nat Astron (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01524-8