Los científicos encuentran pruebas de las gigantescas explosiones estelares previstas por la teoría

Por Will Dunham

WASHINGTON, 3 abr (Reuters) - Una supernova -la muerte explosiva de una estrella- es siempre violenta: expulsa materia al espacio y, por lo general, deja tras de sí un remanente estelar compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro.

Sin embargo, algunas supernovas que afectan a las estrellas más grandes del cosmos pueden ser tan inmensamente poderosas que no dejan absolutamente nada tras de sí.

Desde la década de 1960, los científicos han teorizado sobre la existencia de estas supernovas ultrapotentes y ahora han encontrado pruebas de su existencia -aunque indirectas- en investigaciones relacionadas con los agujeros negros y las ondulaciones en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales.

Se prevé que estas supernovas se produzcan en las estrellas más enormes -aquellas con una masa entre 140 y 260 veces mayor que la del Sol-, según Hui Tong, estudiante de doctorado en astrofísica en la Universidad Monash de Australia y autor principal del estudio publicado el miércoles en la revista Nature.

"A pesar de su enorme masa, tienen una vida relativamente corta, de unos pocos millones de años. A modo de comparación, el Sol vivirá unos 10.000 millones de años, por lo que estas estrellas se agotan aproximadamente mil veces más rápido, como un enorme fuego artificial que arde intensamente y brevemente antes de explotar", explicó Tong.

La explosión de estrellas grandes de una determinada masa deja tras de sí una estrella de neutrones, un núcleo estelar compacto colapsado. Algunas estrellas aún más grandes, cuando explotan, dejan tras de sí un agujero negro, un objeto excepcionalmente denso con una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.

El agujero negro retiene una parte de la masa de la estrella original, mientras que el resto es expulsado al espacio.

En este estudio, los investigadores analizaron minuciosamente los datos de 153 pares de agujeros negros, conociendo su masa a partir de las ondas gravitacionales que emitían, y luego separaron los agujeros negros que se habían formado a través de fusiones anteriores de dos agujeros negros más pequeños.

Lo que los investigadores detectaron entonces fue una ausencia de agujeros negros con una masa de entre 44 y 116 veces la del Sol, lo que denominaron un "rango prohibido".

Según ellos, esa ausencia podría explicarse mejor si las estrellas más grandes, de las que cabría esperar que dejaran tras de sí agujeros negros en ese rango de masas, fueran en cambio aniquiladas al final de su vida útil en un tipo raro de explosión llamada supernova de inestabilidad de pares, sin dejar rastro.

"Una supernova de inestabilidad de pares es uno de los tipos de muerte estelar más violentamente explosivos", afirmó la astrofísica y coautora del estudio Maya Fishbach, del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica de la Universidad de Toronto.

"En su mayor parte, las estrellas masivas forman agujeros negros. Cuanto más masiva es la estrella, más pesado es el agujero negro", dijo Fishbach, hasta que las estrellas alcanzan un cierto umbral de masa más allá del cual la física de su muerte explosiva dicta que no queda ningún remanente estelar.

Estas enormes estrellas evolucionan al principio de forma similar a otras estrellas masivas, quemando hidrógeno y helio y formando un gran núcleo compuesto principalmente por carbono y oxígeno. Para que el núcleo se mantenga estable, debe existir un equilibrio entre la presión gravitatoria hacia el interior y la liberación de energía hacia el exterior -en el caso de estas estrellas, fotones de alta energía, las partículas que componen la luz-.

Pero a las temperaturas extremas que se dan en el interior de estas estrellas, algunos de los fotones se convierten en pares de partículas subatómicas llamadas electrones y positrones, lo que debilita la presión hacia el exterior que ayudaba a mantener la estabilidad del núcleo. Estos pares de partículas y la inestabilidad que provocan explican el nombre de esta clase de supernovas.

"El núcleo se vuelve inestable, lo que provoca un colapso descontrolado y, a continuación, una violenta explosión termonuclear que hace estallar la estrella", explicó Tong.

Aunque estas supernovas se predijeron por primera vez hace seis décadas, Fishbach señaló que "son raras y difíciles de encontrar e identificar".