Cazando explosiones estelares en tiempo real

El cielo nocturno parece tranquilo cuando lo miramos desde la Tierra. Las mismas constelaciones vuelven cada temporada y las estrellas parecen ocupar siempre el mismo lugar. Sin embargo, todo ello forma parte de una ilusión, ya que el Universo está lleno de cambios continuos: estrellas que explotan, asteroides que se desplazan o agujeros negros que devoran materia. Muchos de estos fenómenos duran apenas horas o días y, durante mucho tiempo, detectarlos fue cuestión de suerte.

Eso está cambiando.

En los últimos años se han desarrollado instrumentos para la observación sistemática de objetos variables. Los astrónomos ahora pueden fotografiar repetidamente grandes áreas del cielo, en lugar de observar durante mucho tiempo un pequeño número de objetos. Al comparar imágenes tomadas en distintos momentos, es posible identificar rápidamente qué ha cambiado.

En un artículo anterior hablamos de cómo las alertas astronómicas permiten avisar a la comunidad científica cuando ocurre algo inesperado en el cielo: la aparición de una supernova, el brillo repentino de un agujero negro activo o incluso el paso de un objeto cercano a la Tierra. Sin estas alertas en tiempo real, sería mucho más difícil estudiar este tipo de fenómenos efímeros.

Un claro ejemplo de este avance lo encontramos en una de las instalaciones más ambiciosas de la astronomía moderna: el Observatorio Vera C. Rubin, situado en el Cerro Pachón, en el norte de Chile. Allí se encuentra un telescopio diseñado específicamente para explorar el cielo cambiante en el marco del proyecto Legacy Survey of Space and Time (LSST). Este observará repetidamente el cielo austral durante diez años. Cada pocas noches obtendrá nuevas imágenes de prácticamente todo el cielo visible desde su ubicación, lo que permitirá construir una auténtica película del Universo en movimiento.

Lo que más impresiona no es solo la cantidad de imágenes que generará, sino también la velocidad con la que las analizará. Cada imagen se comparará automáticamente con las obtenidas anteriormente para detectar cambios. Si aparece una nueva fuente de luz o un objeto varía su brillo, el sistema generará una alerta en cuestión de minutos.

Se espera que el observatorio produzca millones de alertas cada noche. La gran mayoría corresponderá a fenómenos ya conocidos, como estrellas variables, supernovas lejanas o asteroides desplazándose frente al fondo de estrellas. Aun así, dentro de ese océano de datos podrían esconderse descubrimientos completamente nuevos.

Para gestionar esta avalancha de información, se han desarrollado sistemas automáticos capaces de filtrar y clasificar cada alerta. Mediante algoritmos de aprendizaje automático, identifican los eventos más interesantes o inusuales, lo que permite a los astrónomos priorizar observaciones y coordinar telescopios en todo el mundo, incluso en el espacio, para estudiar rápidamente estos fenómenos con mayor detalle.

Esta capacidad de reacción es clave. La detección y observación coordinada permiten recopilar información prácticamente desde el momento en que comienzan los eventos. Esto resulta especialmente importante en fenómenos que evolucionan muy rápido, como las supernovas. Los primeros días, incluso las primeras horas, contienen información fundamental sobre lo que ocurre en la estrella antes de su explosión. En ese intervalo podríamos observar cómo la onda de choque atraviesa las capas externas de la estrella o cómo la explosión interactúa con el material que la rodea. Durante mucho tiempo, estos datos eran difíciles de obtener, ya que la mayoría de las supernovas se identificaban varios días después de la explosión. Era como llegar a una película sin ver el principio.

Además de permitir la detección temprana de estos eventos, el Observatorio Rubin abre una nueva forma de hacer astronomía. Durante siglos nos hemos centrado en objetos aislados; ahora empezamos a observar el cielo como lo que realmente es: un sistema dinámico, lleno de fenómenos que aparecen y desaparecen continuamente.

Quizá, entre las millones de alertas que se generarán cada noche, se encuentre algún fenómeno que todavía ni siquiera sabemos que existe.n

(*) Nancy Elías de la Rosa : Nancy Elías de la Rosa es originaria de Güímar, Tenerife. Licenciada en Física por la Universidad de La Laguna, se doctoró en Astrofísica con una tesis cotutelada por la Universidad de La Laguna y la Universidad de Padua, Italia. Su carrera científica prosiguió con estancias en Alemania, Estados Unidos y Barcelona, siempre estudiando explosiones estelares de varios tipos. Ahora trabaja en el INAF-Observatorio Astronómico de Padua (Italia) y es científica visitante en el Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona..