¿Podría una estrella masiva desaparecer del espacio sin dejar rastro?

Artículo publicado originalmente por VICE Estados Unidos.

Los astrónomos están perplejos por la inexplicable desaparición de una estrella masiva ubicada a 75 millones de años luz de distancia de la tierra.

Hace una década, la luz de esta colosal estrella iluminó toda la galaxia en la que se encontraba, conocida oficialmente como PHL 293B y apodada galaxia enana de Kinman. Pero cuando los científicos revisaron este sistema remoto el verano pasado, el brillo de la estrella —que se estima es aproximadamente 100 veces más fuerte que el brillo del sol— se había extinguido. Este desconcertante hallazgo fue anunciado en un estudio publicado el martes 30 de junio, en el Monthly Notices, de la Royal Astronomical Society.

"Nos sorprendió bastante cuando no pudimos encontrar la estrella", dijo en una llamada el autor principal Andrew Allan, estudiante de doctorado en el Trinity College de Dublín. "Es una estrella muy extrema que presenta vientos bastante fuertes, así que podemos distinguirla en la galaxia. Fue precisamente ese viento lo que no pudimos ver en las observaciones más recientes".

La misteriosa serie de eventos comenzó cuando Allan y sus colegas tomaron imágenes de la galaxia enana de Kinman en agosto de 2019, utilizando el instrumento ESPRESSO del Telescopio Extremadamente Grande (VLT, por sus siglas en inglés) en Chile. En un inicio, el equipo se dispuso a explorar con mayor detalle las estrellas masivas ubicadas en galaxias con baja densidad de metales. Dado que otros astrónomos habían observado la galaxia enana de Kinman entre 2001 y 2011, el equipo sabía que sería un buen objetivo para su investigación.

"No sabemos tanto sobre las estrellas en ese tipo de ambientes, así que esa fue la razón principal por la que quisimos investigar", dijo Allan. "Estamos interesados en estrellas masivas al final de sus vidas en ese tipo de entornos, por lo que realmente esperábamos obtener una mejor resolución de la observación".

Sin embargo, lo que finalmente obtuvieron fue la ausencia de observación. La extraña desaparición de la estrella masiva fue tan enigmática que el Observatorio Europeo Austral, que maneja el VLT, le dio al equipo otra oportunidad para obtener imágenes del sistema con un instrumento llamado X-Shooter.

Las imágenes, capturadas en diciembre, confirmaron que la observación original no fue una casualidad y que la estrella se había desvanecido por alguna razón desconocida. Aún más extraño, no había señales de una supernova —la muerte explosiva y resplandeciente de una estrella masiva—, lo que habría explicado su repentina desaparición.

Allan y sus colegas consideraron varias explicaciones para las observaciones y finalmente redujeron las posibilidades a dos escenarios: supervivencia o muerte.

Si la estrella siguiera viva, podríamos estar presenciando las consecuencias de sus enormes estallidos senescentes, que la habrían envuelto en nubes de polvo, atenuando su luz. Si la estrella murió, es posible que colapsara en un hoyo negro sin producir una supernova.

Esta segunda opción parece extraña, pero no sería la primera "supernova fallida" potencial detectada por los científicos. Parece que otra estrella se esfumó sin dejar rastro en una galaxia situada a 22 millones de años luz de distancia, aunque solo era 25 veces más masiva que el Sol (lo cual sigue siendo bastante grande).

"Ha sido la única otra observación de este hecho", dijo Allan, aunque señaló que "algunos de los modelos y las teorías actuales predicen" que algunas estrellas masivas podrían morir en la oscuridad.

"En realidad no lo hemos observado, porque obviamente es mucho más difícil hacerlo", explicó. "Es más fácil detectar una supernova".

En otras palabras, es posible que las estrellas masivas —aquellas que al formarse alcanzan como mínimo una masa 10 veces mayor a la del Sol— colapsen sin producir supernovas con mayor frecuencia de lo que pensamos, pero no podemos capturar sus oscuras desapariciones con telescopios receptores de luz. De hecho, ni siquiera es tan común capturar estrellas luminosas vivas como la que que se ubica —o tal vez ya no— en la galaxia enana de Kinman. Estas enormes estrellas brillan con intensidad, pero tienden a consumirse unos cuantos millones de años después de su nacimiento.

"Las estrellas masivas son raras en general", dijo Allan. "Cuanto más masivas sean, menos probable será que las encontremos. Viven y mueren mucho más rápido que las estrellas de menor masa".

Las estrellas masivas también son forjas cósmicas responsables de la creación de muchos de los elementos que conforman las nuevas generaciones de estrellas, planetas e incluso formas de vida como los humanos. Una mejor comprensión de sus ciclos de vida podría ayudar a resolver una serie de misterios sin resolver sobre el o universo, como "el vínculo entre las supernovas y los estallidos de rayos gamma" y "la evolución temprana del Universo", según el nuevo estudio.

Para este propósito, Allan y sus colegas planean examinar la galaxia enana de Kinman con el Telescopio Espacial Hubble, lo que podría arrojar luz sobre el paradero de esta estrella monstruosa. El equipo encontró una imagen —nunca antes publicada— del sistema capturada por el Hubble en 2011, que podría brindar el contraste perfecto a una nueva imagen del telescopio espacial.

"Al comparar una foto actual y previa de la galaxia, esperamos poder identificar, en primer lugar, la estrella misma, y luego quizá lo que le ocurrió y el motivo de su desaparición", dijo Allan.