Cientos de estrellas han desaparecido sin dejar rastro. Un nuevo estudio podría explicar por qué

En los últimos años, los astrónomos han investigado un fenómeno inusual: las estrellas aparentemente desaparecen, dejando pocas pistas sobre qué las hizo desaparecer de nuestra vista.

En 2019, el proyecto Fuentes que aparecen y desaparecen durante un siglo de observaciones (VASCO) intentó catalogar cuántas estrellas han desaparecido de la vista en los últimos 70 años y encontró alrededor de 100 que habían desaparecido sin una explicación concreta.

Las estrellas pueden atenuarse como Betelgeuse o explotar como supernova antes de colapsar en un agujero negro o una estrella de neutrones, pero generalmente no desaparecen simplemente de la vista.

«En el mecanismo retardado impulsado por neutrinos, los neutrinos reviven la onda de choque estancada, lo que eventualmente conduce a una explosión exitosa», escribe el autor de un nuevo estudio. «En este caso, el manto estelar se expulsa con éxito y el remanente del objeto compacto es en la mayoría de los casos una estrella de neutrones (NS). Sin embargo, si el mecanismo de explosión falla, la acumulación continua de materia sobre la proto-NS transitoriamente estable empuja a esta última por encima de su límite de masa y se forma un agujero negro (BH).

Las estrellas más pequeñas tardan más en consumir su combustible. Nuestro propio sol (una enana amarilla) se convertirá en una gigante roja a medida que agote su suministro de hidrógeno, y luego en una diminuta enana blanca a medida que agote su suministro de helio. Estos pequeños restos, compuestos principalmente de carbono y oxígeno, pueden eventualmente colapsar y convertirse en teóricas estrellas enanas negras, aunque todavía no ha habido suficiente tiempo en el universo para que esto haya sucedido.

Entonces, ¿por qué algunas estrellas parecen simplemente desaparecer? Una posible explicación, que ha sido respaldada tentativamente por la evidencia de un nuevo estudio, es que las estrellas de masa suficiente pueden colapsar y convertirse en un agujero negro sin convertirse en supernovas: se convierten directamente en un agujero negro, sin la explosión masiva a la que hemos llegado. esperar.

El equipo observó un sistema estelar binario en el borde de la Vía Láctea conocido como VFTS 243, compuesto por una estrella O de secuencia principal y un agujero trasero que orbitan entre sí cada 10,4 días. El equipo intentó buscar señales de que el agujero negro había surgido después de una explosión de supernova, incluidas eyecciones de masa bariónica y «patadas natales» que aceleraban objetos en órbita.

«En el escenario extremo de un colapso total en un BH, se cree que la masa eyectada y las patadas natales son muy bajas», explica el equipo en su artículo. «En este caso, la masa-energía se pierde a través de los neutrinos y, en menor medida, de las ondas gravitacionales. Esto difiere del escenario arquetípico en el que las eyecciones bariónicas anisotrópicas son los principales portadores del impulso».

El equipo encontró evidencia de la idea de que el agujero negro se formó con poca eyección bariónica, lo que sugiere que podría haberse formado mediante un colapso total.

«Nuestros cálculos proporcionan limitaciones sobre la patada natal total y la pérdida de masa, que encontramos que concuerdan en gran medida con la pérdida de masa exclusivamente a través de la emisión de neutrinos y una patada natal asociada», escribió el equipo, «en lugar de la eyección de masa bariónica».

Si bien es interesante por sí solo, el equipo sugirió la posibilidad de que esto pudiera explicar la desaparición repentina de algunas estrellas (grandes).

«Si uno se quedara mirando una estrella visible atravesando un colapso total, podría ser, en el momento justo, como ver una estrella extinguirse repentinamente y desaparecer de los cielos. El colapso es tan completo que no ocurre ninguna explosión, no ocurre nada. se escapa y no se vería ninguna supernova brillante en el cielo nocturno», dijo en un comunicado Alejandro Vigna-Gómez, coautor del estudio. «Los astrónomos han observado recientemente la desaparición repentina de estrellas brillantes. No podemos estar seguros de una conexión, pero los resultados que hemos obtenido del análisis del VFTS 243 nos han acercado mucho más a una explicación creíble».

Como siempre, se necesitan más estudios, pero las observaciones son bastante interesantes.

«Nuestros resultados destacan el VFTS 243 como el mejor caso observable hasta el momento para la teoría de los agujeros negros estelares formados por colapso total, donde falla la explosión de supernova y que nuestros modelos han demostrado que es posible», dijo la profesora Irene Tamborra del Instituto Niels Bohr. añadió el coautor del estudio. «Es una importante verificación de la realidad para estos modelos. Y ciertamente esperamos que el sistema sirva como punto de referencia crucial para futuras investigaciones sobre la evolución y el colapso estelar».

El estudio se publica en la revista Physical Review Letters.