💥 Solo la antimateria explica esta supernova absoluta: no queda nada, ni siquiera un agujero negro

Una supernova tan extrema que la muerte de la estrella es total, sin dejar ningún agujero negro ni estrella de neutrones atrás: eso es lo que los astrónomos creen haber observado con el ejemplo más claro de un evento así. Bautizada como SN 2023vbw, esta explosión poco común fue detectada en el borde de una pequeña galaxia enana, a unos 1.300 millones de años luz.

En una supernova de inestabilidad de pares, el núcleo de una estrella extremadamente masiva se calienta tanto que genera pares materia-antimateria. Este proceso reduce la presión que sostiene a la estrella contra la gravedad, desencadenando una explosión termonuclear tan violenta que la estrella entera es consumida. No subsiste ninguna estrella de neutrones ni agujero negro estelar. La teoría predice este destino para estrellas de 140 a 260 masas solares con baja metalicidad. SN 2023vbw cumple con estos criterios.


El evento fue detectado por primera vez por el Zwicky Transient Facility en octubre de 2023. Inicialmente clasificado como una supernova de tipo II clásica, su comportamiento pronto resultó atípico. Su curva de luz mostraba un aumento constante hasta un pico hacia los 190 días, mucho más largo de lo normal. Luego, disminuyó rápidamente y después se estabilizó en un lento declive. La energía total liberada era más de diez veces superior a la de una supernova ordinaria.

Durante su aumento de luminosidad, la explosión mantuvo una temperatura casi constante mientras sus capas externas seguían expandiéndose. Esto requiere una fuente de calentamiento interno continuo, a diferencia de las supernovas clásicas. Al desvanecerse, aparecieron líneas de emisión, y las líneas del hidrógeno mostraban varios componentes, indicando que los eyecta interactuaban con un disco de materia que la estrella había perdido antes de su muerte.

Los modelos indican que la estrella progenitora era una supergigante azul, con una masa de eyecta entre 170 y 350 masas solares. La energía cinética de la explosión supera ampliamente la que una supernova de colapso de núcleo puede producir. La baja metalicidad de la galaxia anfitriona respalda la hipótesis de una inestabilidad de pares. Además, esta supergigante azul podría ser el resultado de la fusión de dos estrellas masivas en un sistema binario.

Este escenario de fusión explicaría naturalmente la envoltura en forma de disco alrededor de la estrella. Sin embargo, persisten incertidumbres: aún no se sabe si las estrellas muy masivas terminan su vida como supergigantes rojas o azules, ni en qué momento podría ocurrir dicha fusión. A pesar de estas preguntas, SN 2023vbw sigue siendo un candidato de primer plano para una supernova de inestabilidad de pares.

Gracias a su relativa cercanía y brillo, SN 2023vbw ofrece a los astrónomos la posibilidad de estudiarla en varias longitudes de onda para comprender la historia de pérdida de masa de la estrella y los elementos químicos producidos durante la explosión. Las futuras misiones, como el Observatorio Vera Rubin y el telescopio espacial Nancy Grace Roman, deberían detectar decenas de eventos similares, revelando la muerte y evolución de las estrellas más masivas del Universo.

¿Qué es una supernova de inestabilidad de pares?

En una supernova de inestabilidad de pares, el núcleo de una estrella muy masiva alcanza temperaturas extremas, del orden de mil millones de grados. Estas temperaturas son tan elevadas que los fotones gamma producidos en el núcleo pueden transformarse en pares electrón-positrón. Este proceso reduce la presión de radiación que sostiene a la estrella contra la gravedad, provocando un colapso repentino. El colapso desencadena una reacción termonuclear explosiva que consume toda la estrella.

Esta explosión es tan violenta que no queda ningún vestigio compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro. La supernova dispersa todo su material en el espacio, enriqueciendo el medio interestelar con elementos pesados. Los modelos predicen que solo las estrellas inicialmente muy masivas (entre 140 y 260 masas solares) y pobres en metales pueden sufrir este destino. La baja metalicidad es esencial porque reduce las pérdidas de masa por viento estelar, permitiendo que la estrella conserve su alta masa.

Las supernovas de inestabilidad de pares son extremadamente raras porque requieren condiciones muy específicas. Se cree que eran más frecuentes en el Universo primitivo, cuando las estrellas eran más masivas y menos metálicas. Su estudio ayuda a los astrónomos a comprender la formación de los primeros elementos pesados y la evolución de las galaxias primordiales.