Durante décadas, la astronomía ha asumido que el nacimiento de los agujeros negros de masa estelar ocurre de forma discreta, casi invisible. Según el paradigma dominante, las estrellas muy masivas —con al menos 30 veces la masa del Sol— colapsan gravitacionalmente al final de su vida sin producir una supernova brillante, dejando tras de sí un agujero negro envuelto en silencio cósmico. Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de Kioto pone ahora en cuestión esa idea.
El análisis detallado de la supernova SN 2022esa, publicado en Publications of the Astronomical Society of Japan, aporta evidencias de que el colapso de una estrella extremadamente masiva puede ir acompañado de una explosión energética y observable, replanteando los modelos sobre cómo se forman los agujeros negros y, en particular, los sistemas binarios de agujeros negros.
El trabajo se centra en una supernova clasificada como tipo Ic-CSM, un evento poco común caracterizado por la interacción del material expulsado en la explosión con un entorno denso de gas circundante. Este tipo de supernova se asocia a estrellas Wolf-Rayet, objetos extraordinariamente masivos y luminosos que han perdido sus capas externas debido a intensos vientos estelares.
Las estrellas Wolf-Rayet han sido consideradas durante mucho tiempo candidatas naturales a convertirse en agujeros negros. Sin embargo, se creía que esa transformación ocurría sin una señal explosiva clara. La observación de SN 2022esa desafía esta suposición al mostrar que, al menos en algunos casos, la muerte de estas estrellas puede dejar una firma electromagnética intensa y prolongada.
Uno de los hallazgos más llamativos del estudio es la detección de una periodicidad luminosa estable de aproximadamente un mes en la evolución de la supernova. Los investigadores interpretan este patrón como el resultado de erupciones regulares del sistema estelar, que se habrían producido una vez al año antes de la explosión final.
Este comportamiento periódico es difícil de explicar en una estrella aislada. Según el equipo, solo encaja de forma coherente si la estrella progenitora formaba parte de un sistema binario, en el que la interacción gravitatoria con otro objeto masivo —otra estrella o incluso un agujero negro— desencadenaba episodios regulares de pérdida de masa.
El estudio se apoyó en una estrategia observacional combinada. El equipo utilizó el telescopio Seimei, en Japón, por su capacidad de respuesta rápida ante eventos transitorios, y el telescopio Subaru, en Hawái, por su alta sensibilidad y precisión espectroscópica.
Esta combinación permitió seguir la evolución de SN 2022esa en tiempo real, registrar variaciones en su brillo y caracterizar tanto la explosión como el entorno que la rodeaba. Según los autores, sin esta doble aproximación habría sido difícil detectar la periodicidad luminosa y vincularla a la dinámica previa del sistema estelar.
A partir de los datos fotométricos y espectroscópicos, el equipo reconstruyó la historia reciente de la estrella progenitora. Las señales periódicas observadas en la curva de luz apuntan a episodios recurrentes de interacción y expulsión de material, compatibles con un sistema binario estable antes del colapso final.
El análisis sugiere que el nacimiento de un agujero negro no siempre ocurre sin señales visibles y que, en determinados contextos, puede ir acompañado de una supernova brillante. Esto implica que la formación de agujeros negros y de sistemas binarios podría ser más diversa de lo que se pensaba, con rutas evolutivas alternativas aún poco exploradas.
Como señala el primer autor del estudio, Keiichi Maeda, comprender el destino de las estrellas masivas y la génesis de los agujeros negros es una cuestión central en astronomía moderna. SN 2022esa no ofrece una respuesta definitiva, pero sí introduce una nueva pieza en un rompecabezas cósmico que conecta supernovas, estrellas extremas y la arquitectura de los sistemas binarios más compactos del universo. @mundiario