Un grupo internacional de investigadores ha podido utilizar el Gran Telescopio Canarias (GTC) para observar una supernova superluminosa casi desde el momento de su nacimiento y del que sólo se conocen alrededor de una docena de ellas.

Se trata de un nuevo tipo de supernova del que aún se sabe muy poco y que se caracteriza por poseer un mayor brillo y longevidad, lo que les ha valido el nombre de supernovas luminosas (SLSM, por sus siglas en inglés).

La investigación ha revelado un comportamiento sorprendente, pues esta supernova ha mostrado un aumento inicial en su brillo que posteriormente se ha reducido durante algunos días para luego volver a incrementarse de manera mucho mayor.

Los científicos han utilizado los datos recogidos por el GTC y los han combinado con los de otros observatorios para tratar de explicar el origen del fenómeno.

Las supernovas superluminosas se caracterizan por ser hasta cien veces más brillantes que las de tipo 1a, que se dan cuando una enana blanca --el estado final en la vida de estrella como el Sol-- es capaz de absorber la masa de otra estrella cercana o bien se fusiona con otra enana blanca.

También destacan porque su brillo puede tardar hasta seis meses en comenzar a decaer, en lugar de unas pocas semanas, según ha explicado Mathew Smith, investigador postdoctoral en la Universidad de Southampton (Reino Unido) y principal responsable de este estudio, cuyos resultados han sido publicados en la revista especializada ''The Astrophysical Journal Letters''.

"Lo que hemos podido observar y que es completamente novedoso es que antes de la gran explosión se produce un estallido más breve y menos luminoso, que podemos apreciar como un bache en la gráfica de luminosidad y que dura sólo unos días. Es la primera vez que se observa algo así en una supernova", añade Smith.

A partir de estos datos, los investigadores han tratado de determinar si esta puede ser una característica única de este objeto o es algo común a todas las supernovas superluminosas, pero que no ha sido observado hasta el momento, lo cual es posible dada su naturaleza impredecible, comenta el científico.

DESCUBIERTO EN 2014

Este nuevo e intrigante objeto, bautizado por los astrónomos con el nombre de ''DES14X3taz'', fue descubierto el 21 de diciembre de 2014 por el Dark Energy Survey, un proyecto internacional que sondea el cielo nocturno realizando mediciones precisas de más de 300 millones de galaxias que se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra, además de miles de supernovas y otros fenómenos transitorios.

El objetivo es ayudar a explicar la expansión del universo y aportar pistas acerca de la naturaleza de la esquiva energía oscura, una forma de energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.

Para ello, se hace uso de una cámara digital extremadamente sensible con una resolución de 570 megapíxeles que ha sido instalada en el telescopio de cuatro metros Víctor M. Blanco, situado en el observatorio Inter-Americano en Cerro Tololo (Chile).

Una vez que se identificó a ''DES14X3taz'' como una posible supernova superluminosa, se solicitó una observación inmediata con el GTC, que dirigió su poderoso ojo hacia este objeto en dos noches de observación: el 26 de enero y el 6 de febrero de 2015.

Esto fue posible gracias a que el GTC dedica parte de su tiempo de observación a los denominados ''objetivos de oportunidad'', de manera que se aplazan otras observaciones programadas que pueden realizarse en otro momento para dar prioridad a fenómenos transitorios que pueden representar oportunidades irrepetibles.

"El GTC, con su enorme espejo de 10,4 metros y su instrumento Osiris, es la herramienta perfecta para la observación de esta SNSL, ya que está tremendamente lejos y la información que buscamos está en el espectro del visible y el infrarrojo cercano", ha comentado Smith, quien también participa en el Dark Energy Survey.

Gracias a las observaciones realizadas con el GTC y otros telescopios, Smith y sus colaboradores pudieron reconstruir la evolución del brillo de ''DES14X3taz'' casi desde el momento de su detección. Asimismo, han determinado con gran precisión su brillo absoluto y la distancia a la que se encuentra, unos 6.400 millones de años luz.

Tras comparar sus observaciones con distintos modelos físicos, los astrónomos concluyen en su artículo que la explicación más plausible es que el mecanismo que causa esta supernova sea el nacimiento de un ''magnetar'', una estrella de neutrones que gira rápidamente sobre sí misma.

En los datos recogidos se puede observar que el pico inicial en la gráfica de luminosidad viene seguido de un enfriamiento rápido del objeto, tras lo que sucede un nuevo calentamiento más brusco. Esto es consistente con la emisión de una gran burbuja de material expulsada al espacio que se enfría rápidamente a medida que su radio crece.

"Lo que pensamos que sucede es que una estrella enormemente masiva, de unas 200 veces la masa del Sol, se colapsa para formar un magnetar. En el proceso, se produce una primera explosión que expulsa al espacio una cantidad de materia equivalente a la masa de nuestro Sol, y eso es lo que origina el primer pico en la gráfica", comenta Mathew Smith.

El segundo pico sucede cuando la estrella se colapsa para formar el magnetar, que es un objeto muy denso y que gira rápidamente sobre sí mismo y que calienta el material expulsado en la primera explosión. Este calentamiento es el que genera el segundo pico en la luminosidad", detalla el científico.

SISTEMA DE MEDICIÓN.

Investigaciones como esta permiten conocer mejor los fenómenos físicos que originan las supernovas superluminosas, cuya mejor comprensión podría permitir, tal y como se ha sugerido en otros trabajos recientes, su ''estandarización'' o uso como referencia para medir distancias en el universo.

Su gran brillo podría convertirlas en una herramienta muy útil para realizar estas medidas a mayores distancias y con más precisión de lo que es posible hoy en día. Sin embargo, para llegar a este punto es necesario comprender mucho mejor su origen y naturaleza.

Otro misterio referente a este nuevo tipo de supernova es que, hasta ahora, todos los casos se han detectado en galaxias pequeñas y con muy baja metalicidad, o escaso contenido en elementos metálicos, sin que se haya podido dar una explicación a este hecho.

"Es parte del misterio de estos objetos", bromea Smith, quien afirma que entre sus prioridades futuras se halla seguir detectando supernovas superluminosas y observarlas desde el momento de su nacimiento y en tiempo real con un gran telescopio como el GTC.