Enormes estrellas que colapsan

19/10/2015 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal

Una escena de una animación por computadora de una estrella en colapso que origina un estallido de rayos gamma (GRB). Un estudio reciente sugiere que estos fenómenos podrían producirse a mucha mayor escala en el universo lejano. Crédito: NASA / SkyWorks Digital.

Uno de los grandes problemas en astrofísica es cómo los agujeros negros supermasivos han conseguido alcanzar los grandes tamaños que hemos observado en el Universo temprano. En un estudio reciente, un equipo de investigadores examina la posibilidad de que se formaran directamente por el colapso de estrellas supermasivas.

Los agujeros negros supermasivos, miles de millones de veces más masivos que el Sol, han sido observados en una época en la que el Universo tenía menos de mil millones de años de edad. Pero éste no es tiempo suficiente para que un agujero negro de masa estelar se convierta en uno supermasivo sólo acretando material, así que es necesaria otra teoría para explicar la presencia de estos monstruos al principio de la historia del Universo.

Estudios anteriores de formación estelar en el Universo temprano han sugerido que en el ambiente caliente de estas épocas primordiales las estrellas pueden haber sido capaces de acaparar masa mucho más rápido de lo que pueden hoy en día. Esto podría crear estrellas tempranas supermasivas unas 1000 veces más masivas que el Sol. Pero si estas estrellas tempranas acabaran sus vidas colapsando para convertirse en agujeros negros supermasivos  – del mismo modo que pensamos que las estrellas masivas pueden colapsar para formar agujeros negros estelares hoy en día – esto podría producir explosiones enormemente violentas.

Tatsuya Matsumoto (Kyoto University, Japón) y sus colaboradores han estudiado este proceso, creando un modelo de las estrellas supermasivas antes del colapso y luego calcularon si un chorro de material, creado mientras el agujero negro crece en el centro de la estrella en colapso, podría agujerear la envoltura estelar. Demostraron que el proceso funcionaría de modo muy parecido al del modelo de colapso en la muerte de una estrella masiva, que es ampliamente aceptado por los científicos, según el cual un chorro consigue escapar de la estrella en colapso emitiendo violentamente energía en forma de un estallido de rayos gamma (GRB) largo. En el caso de estrellas supermasivas crearía GRB mucho más largos que los típicos de estrellas masivas. Así, los autores concluyen que los pocos GRB ultralargos que ya han sido detectados podrían ser señales de estrellas supermasivas en colapso en el Universo temprano.

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