Ilustración del aspecto que podría haber tenido la estrella luminosa azul de la galaxia enana Kinman (izquierda) antes de su misteriosa desaparición (derecha). / ESO/L. Calçada/SINC

Entre 2001 y 2011, varios equipos de astrónomos estudiaron una misteriosa estrella masiva azulada, ubicada en la galaxia enana Kinman, y sus observaciones indicaron que estaba en una etapa tardía de su evolución.

En 2019 un equipo de Irlanda, Chile y EE UU liderado por el estudiante de doctorado Andrew Allan, del Trinity College de Dublín, quiso saber más sobre cómo terminan sus vidas las estrellas muy masivas y el objeto de esta galaxia parecía perfecto.

Entre 2001 y 2011 se observó esta estrella masiva azul en la galaxia enana Kinman, a unos 75 millones de años luz de distancia, pero cuando los astrónomos lo volvieron a intentar el año pasado ya no estaba

Pero cuando apuntaron el Very Large Telescope (VLT) que tienen el Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile hacia la distante galaxia, ya no pudieron encontrar las reveladoras huellas de la estrella.

“En lugar de eso, nos sorprendió descubrir ¡que la estrella había desaparecido!”, exclama Allan, que también ha dirigido un estudio sobre este objeto publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Situada a unos 75 millones de años luz de distancia, en la constelación de Acuario, la galaxia enana Kinman está demasiado lejos para que los astrónomos vean sus estrellas individuales, pero pueden detectar huellas de algunas de ellas. De 2001 a 2011, la luz de la galaxia mostró evidencia constante de que alojaba a una estrella variable luminosa azul unas 2,5 millones de veces más brillante que el Sol.

Una estrella inestable

Las estrellas de este tipo son inestables y muestran ocasionales cambios radicales en sus espectros y brillo. Incluso con esos cambios, las variables luminosas azules dejan rastros específicos que los científicos pueden identificar, pero estos ya no estaban presentes en los datos que el equipo recopiló en 2019, dejando en el aire la pregunta de qué le había pasado a la estrella.

«Sería muy inusual que una estrella tan masiva desapareciera sin producir una explosión de supernova brillante», afirma Allan, «de hecho, sería la primera detección directa de una estrella monstruosa de este tipo que termina su vida de esta manera».

El grupo dirigió por primera vez el instrumento ESPRESSO hacia la estrella en agosto de 2019, utilizando simultáneamente los cuatro telescopios de 8 metros del VLT. Pero fueron incapaces de encontrar los signos que antes apuntaban a la presencia de la estrella luminosa. Unos meses más tarde, el grupo probó con el instrumento X-shooter, de ese gran telescopio y de nuevo no encontraron rastros de la estrella.

«Sería muy inusual que una estrella tan masiva desapareciera sin producir una brillante explosión de supernova», dice un investigador, “de hecho, sería la primera detección directa de una estrella monstruosa de este tipo que termina su vida así»

Según José Groh, miembro del equipo, también del Trinity College de Dublín, “es posible que hayamos detectado la muerte de una de las estrellas más masivas del universo local”.

A continuación, el equipo recurrió a datos más antiguos recopilados tanto con los instrumentos X-shooter y UVES (instalados en el VLT en el desierto chileno de Atacama) como con telescopios de otros lugares.

«El Archivo Científico de ESO nos permitió encontrar y utilizar datos del mismo objeto obtenidos en 2002 y 2009», dice Andrea Mehner, astrónoma de esta institución en Chile que participó en el estudio.

«La comparación de los espectros de alta resolución obtenidos por UVES en 2002 con nuestras observaciones obtenidas en 2019 con el más reciente espectrógrafo de alta resolución ESPRESSO, fue especialmente reveladora, tanto desde el punto de vista astronómico como de instrumentación».

Los datos antiguos indicaron que la estrella de la galaxia enana Kinman podría haber estado experimentando un fuerte período de estallidos que probablemente terminó en algún momento después de 2011. Las estrellas variables luminosas azules de este tipo son propensas a experimentar gigantescos estallidos a lo largo de su vida, haciendo que la tasa de pérdida de masa de las estrellas aumente e incrementando su luminosidad de forma espectacular.

Dos posibles explicaciones

Basándose en sus observaciones y modelos, los astrónomos han sugerido dos explicaciones para la desaparición de la estrella y la falta de una supernova, relacionada con este posible estallido. Este podría haber dado lugar a que la variable luminosa azul se transformara en una estrella menos luminosa, la cual también podría estar parcialmente oculta por el polvo. Sería la primera opción.

Puede haber colapsado en un agujero negro sin producir una supernova, algo muy raro, y también puede haberse vuelto menos brillante y estar oculta por el polvo

La otra es que la estrella puede haber colapsado en un agujero negro sin producir una explosión de supernova. Este sería un evento poco habitual, ya que nuestra comprensión actual de cómo mueren las estrellas masivas apunta a que la mayoría terminan sus vidas estallando como supernovas.

Se necesitan más estudios para confirmar cuál fue el destino de esta estrella. Está previsto que el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, comience a operar en 2025. Será capaz de observar con más detalle estrellas en galaxias distantes como la galaxia enana Kinman, ayudando a resolver misterios cósmicos como este.

Referencia:

Andrew Allan et al. «The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 496, Issue 2, August 2020, Pages 1902–1908, https://doi.org/10.1093/mnras/staa1629