Arqueología espacial: revelan secretos de estrellas muertas con ayuda de rayos X
En lugar de selvas y pirámides, el universo es el nuevo campo de excavación: un equipo de astrónomos ha utilizado el observatorio Chandra para sacar a la luz la historia oculta de estrellas que explotaron hace millones de años. La «arqueología de supernovas» abre una ventana al pasado estelar.
Por Enrique Coperías
Esta representación artística muestra los efectos del colapso y la explosión de supernova de una estrella masiva. Un agujero negro (a la derecha) se formó durante el colapso, y los escombros de la explosión de la supernova están cayendo sobre una estrella compañera (a la izquierda), contaminando así su atmósfera. Cortesía: NASA / CXC / SAO / M. Weiss
A menudo se piensa que la arqueología se lleva a cabo en selvas remotas o dentro de antiguas pirámides. Sin embargo, un equipo de astrónomos ha demostrado que es posible usar las estrellas y los restos estelares que dejan tras su muerte para realizar un tipo especial de arqueología espacial.
Extrayendo datos del observatorio espacial de rayos X Chandra de la NASA, un equipo de astrónomos formado por Noa Keshet y Ehud Behar, del Departamento de Física del Instituto Tecnológico de Israel, y Timothy R. Kallman, del NASA Goddard Space Flight Center, ha estudiado las reliquias cósmicas que dejó una estrella tras explotar. Esta forma de arqueología de supernovas ha revelado pistas clave sobre una estrella que se autodestruyó probablemente hace más de un millón de años.
Hoy en día, el sistema estelar binario conocido como GRO J1655-40 alberga un agujero negro con casi siete veces la masa del Sol y una estrella compañera con aproximadamente la mitad de esa masa. Pero esto no siempre fue así.
De estrella a agujero negro
Originalmente, GRO J1655-40, que se halla ubicado en la constelación de Scorpius, estaba formado por dos estrellas masivas y brillantes. La más grande agotó su combustible nuclear y explotó como una supernova. Los escombros estelares de esa explosión llovieron sobre la estrella compañera en órbita, como muestra la representación artística —arriba—.
Con sus capas exteriores expulsadas —algunas de ellas impactando en su compañera—, el resto de la estrella colapsó sobre sí misma para dar origen al agujero negro actual. La separación entre ambas se redujo con el tiempo debido a la pérdida de energía a través de la emisión de ondas gravitacionales.
Cuando estuvieron lo suficientemente cerca, el agujero negro comenzó a absorber materia de su compañera, recuperando así parte del material que la estrella madre había depositado originalmente.
Arqueólogos del espacio
Aunque la mayor parte de esta materia fue tragada por el agujero negro, una pequeña fracción formó un disco de acreción a su alrededor. Gracias a los campos magnéticos intensos y a la fricción en el disco, parte del material fue expulsado al espacio interestelar en forma de poderosos vientos estelares.
Aquí es donde entra en juego la búsqueda arqueológica mediante rayos X. En 2005, los astrónomos utilizaron el satélite Chandra para observar el sistema GRO J1655-40, cuando su brillo en rayos X era especialmente intenso.
El telescopio detectó firmas químicas de elementos individuales en los vientos del agujero negro obteniendo espectros detallados, que dan el brillo de los rayos X en diferentes longitudes de onda, incrustados en la luz de rayos X. Algunos de estos elementos aparecen resaltados en el espectro que se muestra en el recuadro de la imagen que abre esta noticia.
Una estrella 25 veces más masiva que el Sol
Gracias al análisis de los datos del telescopio Chandra, Keshet, Behare y Kallman pudieron reconstruir las propiedades físicas clave de la estrella que explotó en GRO J1655-40 a partir de las pistas impresas en la luz de rayos X. Para ello, compararon los espectros con modelos informáticos de estrellas que explotan como supernovas.
Según la cantidad de dieciocho elementos presentes en el viento, descubrieron que la estrella destruida tenía unas veinticinco veces la masa del Sol y una composición significativamente más rica en elementos pesados que el helio, comparada con nuestro sol.
Este hallazgo abre el camino para futuros estudios de arqueología de supernovas en otros sistemas de estrellas binarias, revelando los secretos enterrados en la luz del universo.▪️
Información facilitada por el Chandra X-ray Observatory
Fuente: Noa Keshet, Ehud Behar, Timothy R. Kallman. Supernova Archaeology with X-Ray Binary Winds: The Case of GRO J1655‑40. The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3803
