Captar una estrella en el momento crítico de su desaparición es una cuestión de fortuna, lo que la convierte en un hallazgo raro. Con la ayuda de un cúmulo de galaxias convenientemente situado, un equipo internacional de investigadores midió el destello de luz emitido por una supernova lejana en tres momentos distintos.
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La estrella está demasiado lejos para que cualquier telescopio pueda distinguirla con detalle. Está tan distante que su luz tardó unos 11.500 millones de años en cruzar la enorme distancia que la separa de la Tierra con un brillante resplandor de otras innumerables estrellas de su galaxia.
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A pesar de la luz de estas otras estrellas, se pueden observar los cambios en el brillo de la estrella que revelan algunas cosas sobre cómo murió y vivió. En algún punto, el amasijo de luz estelar pasó por una sección del cúmulo de galaxias Abell 370, un nudo de varios cientos de galaxias a unos 4.000 millones de años luz de distancia. El hecho de tener tantas galaxias juntas provoca un gran hoyuelo en el paisaje cósmico, lo que hace que la luz de la estrella se curve ligeramente al pasar.
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El efecto fue algo así como el de un telescopio gigante del tamaño de una galaxia, con una lente rayada y arrugada, deformada por la gravedad desigual. La luz original se magnificaba y copiaba en una configuración denominada cruz de Einstein, produciendo versiones sutilmente diferentes de la galaxia lejana tal y como aparecía en distintos momentos.
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Los investigadores descubrieron el anillo de luz con lente gravitacional en un estudio de estrellas realizado por el telescopio espacial Hubble en 2010. Gracias a un inteligente modelado, el equipo convirtió la luz en algo sensato, revelando tres de los cuatro puntos de la cruz (el cuarto era demasiado débil para distinguirlo).
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© Foto : Chen et al., Nature, 2022
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Un análisis de la luz dentro de cada mancha reveló el resplandor de la explosión de una estrella en algún lugar, escalonada a lo largo de ocho días. Una de ellas muestra la luz apenas seis horas después del estallido inicial. En conjunto, las tres manchas de luz proporcionan detalles de la supernova enfriándose lentamente a lo largo de una semana, pasando de una temperatura ardiente de 100.000 grados Kelvin a una mucho más fría de 10.000.
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Las estrellas moribundas de cierto tamaño no se ven tranquilamente en la noche. Al quedarse sin el combustible atómico que aviva sus fuegos, se enfrían lo suficiente como para que sus núcleos colapsen con una furia que da lugar a la madre de todas las explosiones nucleares.
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Los investigadores están avanzando para saber con exactitud cuándo estallará una estrella determinada. Aunque las cáscaras de gas y luz que se expanden en las explosiones de supernovas no son difíciles de encontrar, atrapar una estrella en el momento de su muerte requiere mucha suerte.
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En este caso, los astrónomos no solo obtuvieron el destello característico de una estrella moribunda en una galaxia muy, muy lejana, sino que también obtuvieron detalles vitales sobre los cambios en su luz a lo largo de un breve período. Esta información ayuda a confirmar los modelos sobre cómo el material que rodea a las estrellas interactúa con el estallido de radiación desde su interior, calentándose en un parpadeo antes de volver a enfriarse rápidamente, lo que les permite trabajar hacia atrás para determinar el tamaño original de la estrella a partir de cómo se enfría.
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Basándose en lo que aprendieron en este caso, el equipo está seguro de que la estrella que presenciaron en sus momentos de agonía tenía un radio de más de 530 veces el del Sol.
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El estudio publicado en Nature no solo apoya los modelos teóricos sobre la evolución de las supernovas y las estrellas que las producen, sino que también abre el camino para analizar toda una nueva población de estrellas del universo temprano.
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