La explosión cósmica más grande de la historia se ha prolongado durante años

Los astrónomos han sido testigos de la mayor explosión en el espacio.

Se observó que el evento explosivo etiquetado como AT2021lwx era diez veces más brillante que cualquier supernova conocida, las explosiones que ocurren cuando mueren estrellas masivas. Y mientras que las explosiones de supernova solo duran unos pocos meses, este evento explosivo se ha estado produciendo durante al menos tres años.

AT2021lwx también es tres veces más brillante que la luz que se emite cuando las estrellas son desgarradas y devoradas por agujeros negros supermasivos, sucesos llamados “eventos de interrupción de mareas” o “TDE”. La explosión está a unos 8 mil millones de años luz de la Tierra y, por lo tanto, ocurrió cuando el universo tenía solo 6 mil millones de años.

AT2021lwx fue detectado por primera vez por la Instalación Transitoria Zwicky en California en 2020 y luego fue recogido por el Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS) con sede en Hawái. Ambos sistemas están diseñados para inspeccionar el cielo nocturno en busca de eventos astronómicos que cambian rápidamente de brillo con el tiempo, también conocidos como “transitorios”. Este cambio en el brillo puede indicar una supernova o un estallido de rayos gamma (GRB) en lo profundo del universo o algo mucho más cercano a casa como un cometa o un asteroide.

Aunque fue detectado por estas instalaciones hace tres años, la magnitud y el poder de la explosión AT2021lwx eran desconocidos hasta ahora.

“Nos encontramos con esto por casualidad, ya que nuestro algoritmo de búsqueda lo señaló cuando buscábamos un tipo de supernova”, dijo Philip Wiseman, investigador de la Universidad de Southampton, quien dirigió la investigación, en un comunicado enviado por correo electrónico. “La mayoría de las supernovas y TDE solo duran un par de meses antes de desvanecerse. Que algo sea brillante durante más de dos años fue inmediatamente muy inusual”.

Wiseman y el equipo de astrónomos creen que AT2021lwx puede ser el resultado de un agujero negro que interrumpe violentamente una nube de gas con una masa miles de veces mayor que la del sol. Mientras lo hacía, el agujero negro tragó fragmentos de la nube de gas, enviando ondas de choque tanto a lo que quedaba del gas como a un toroide de polvo más ancho en forma de rosquilla que lo rodeaba, lo que provocó que emitieran una brillante radiación electromagnética.

Eventos como este se han presenciado antes, son raros. Además, ninguno de los que se han presenciado anteriormente ha estado en la escala de AT2021lwx.

Si bien AT2021lwx en realidad no es tan brillante como el estallido de rayos gamma GRB 221009A detectado por los astrónomos en 2022, este evento que estalló a 2.400 millones de años luz de distancia duró solo diez horas después de la detección. Aunque eso es bastante largo para un GRB, significa que AT2021lwx ha emitido mucha más energía durante toda su vida útil que este estallido de rayos gamma por sí solo.

Midiendo el poder de una explosión cósmica

Después de su descubrimiento inicial, el equipo de investigadores detrás de este descubrimiento continuó examinando AT2021lwx utilizando varios telescopios diferentes, incluido el Telescopio Neil Gehrels Swift, el Telescopio de Nueva Tecnología en Chile y el Gran Telescopio Canarias en La Palma, España.

Después de estas observaciones, los investigadores tomaron el espectro de luz emitido por el evento y lo dividieron en sus longitudes de onda constituyentes, midiendo cómo se emitió y absorbió la luz alrededor del evento. Esto permitió a los investigadores calcular la distancia a la fuente de AT2021lwx.

“Una vez que conoce la distancia al objeto y qué tan brillante nos parece, puede calcular el brillo del objeto en su origen”, dijo en el comunicado el miembro del equipo y profesor de la Universidad de Southampton, Sebastian Hönig. “Una vez que realizamos esos cálculos, nos dimos cuenta de que esto es extremadamente brillante”.

Lo único en el universo conocido que es tan brillante como AT2021lwx son los agujeros negros supermasivos. Cuando estos agujeros negros se alimentan de los gases estelares que caen en ellos a altas velocidades, pueden emitir emisiones increíblemente brillantes conocidas como cuásares.

“Con un cuásar, vemos que el brillo parpadea hacia arriba y hacia abajo con el tiempo”, agregó el miembro del equipo y profesor de la Universidad de Southampton, Mark Sullivan. “Pero mirando hacia atrás durante más de una década, no hubo detección de AT2021lwx, luego, de repente, aparece con el brillo de las cosas más brillantes del universo, lo cual no tiene precedentes”.

Aunque hay otras explicaciones posibles para el evento explosivo, los astrónomos actualmente favorecen la explicación que ve una nube extremadamente grande de hidrógeno o polvo en su mayoría gaseoso que fue expulsado de su órbita alrededor del agujero negro y absorbido por él. Esto solo se determinará de manera concluyente cuando el equipo haya recopilado más datos sobre AT2021lwx.

El equipo ahora observará la explosión en diferentes longitudes de onda de luz, incluidos los rayos X. Si lo hace, podría revelar la temperatura del evento y qué procesos lo están impulsando. También realizarán simulaciones por computadora para descubrir si su modelo de una nube de gas titánica interrumpida por un agujero negro podría explicar AT2021lwx.

“Con nuevas instalaciones, como el Legacy Survey of Space and Time del Observatorio Vera Rubin, que entrará en funcionamiento en los próximos años, esperamos descubrir más eventos como este y aprender más sobre ellos”, concluyó Wiseman en el comunicado. “Podría ser que estos eventos, aunque extremadamente raros, sean tan energéticos que sean procesos clave de cómo los centros de las galaxias cambian con el tiempo”.

La investigación del equipo se analiza en un artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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