Al aplicar los principios de la Teoría de la Relatividad de Einstein a la muerte explosiva de una estrella masiva, han logrado explicar el inusual comportamiento de esta supernova superbrillante.
Cuando una estrella masiva se queda sin combustible, el núcleo colapsa y la estrella desaparece en una explosión espectacular llamada supernova, que es uno de los fenómenos más brillantes del universo.
Pero en los últimos años se ha descubierto un tipo de fenómeno aún más intenso, las supernovas superluminosas, de diez a cien veces más brillantes que las normales, pero se desconoce cuál es la fuente de su energía.
Normalmente, una supernova brilla con intensidad y se apaga lentamente. Pero el equipo de científicos observó que la SN 2024afav presentaba unas desconcertantes alteraciones u ondulaciones en su luminosidad.
"No había ningún modelo que explicara un patrón de ondulaciones que se aceleraran en el tiempo", comenta Farah. Tras analizar los datos, el equipo descubrió que estas fluctuaciones eran perfectamente sinusoidales y periódicas, pero con una frecuencia cada vez mayor. Era, literalmente, un "pitido" cósmico.
Los autores creen que el origen de su energía es un magnetar, que es el objeto que queda cuando cierto tipo de estrellas mueren. Un magnetar es una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad (de unos 16 kilómetros de ancho) pero más pesada que el Sol, que gira a velocidades vertiginosas y posee campos magnéticos colosales (es casi un agujero negro pero no llega a serlo).
Según las teorías actuales, el magnetar alimenta a la supernova como una batería que inyecta energía desde el interior, lo que provoca las oscilaciones de brillo pero esto no explica del todo el funcionamiento de SN 2024afav.
Según el modelo propuesto por Farah, parte del material expulsado en la explosión volvió a caer hacia este núcleo, formando un disco de acreción. Aquí es donde entra en juego la genialidad de Albert Einstein. Debido a un efecto de la Relatividad General llamado precesión de Lense-Thirring, el magnetar "arrastra" el tejido del espacio-tiempo a su alrededor mientras gira, obligando al disco de materia a tambalearse como un trompo.
Este bamboleo bloquea y refleja la luz del magnetar de forma periódica, creando un efecto de faro cósmico intermitente. El tiempo que tarda este proceso en repetirse disminuye a medida que el radio del disco se reduce; así, mientras el disco se desliza hacia el magnetar, tambalea más rápido, creando el 'pitido' cósmico observado por los telescopios en la Tierra.
"Es la primera vez que se necesita la Relatividad General para describir la mecánica interna de una supernova", defiende Farah.
Hasta ahora, estas explosiones se explicaban mediante física newtoniana (más sencilla), pero la SN 2024afav ha demostrado que, en los entornos más extremos del universo, las leyes de Einstein son las únicas capaces de explicar la realidad.
Para Andy Howell, científico senior del LCO y mentor de Farah, el descubrimiento es la "prueba irrefutable" que los astrónomos estaban buscando.
"Joseph ha atado los cabos sueltos del modelo del magnetar utilizando la teoría mejor probada de la astrofísica. Es increíblemente elegante".
El éxito de esta investigación se debe en gran medida a la red global de telescopios del LCO, que permitió seguir la explosión durante más de 200 días sin interrupción. Este nivel de detalle permitió a los científicos predecir las futuras pulsaciones de la estrella y comprobar sus teorías en tiempo real.
"Esta es una gran victoria para el LCO", subraya Farah.
Pero con la próxima entrada en servicio del Observatorio Vera C. Rubin, que procesará 10 terabytes de datos cada noche, Farah espera que este 'pitido' sea solo el primero de muchos. "Es el universo desafiándonos a explicarlo", concluye el joven investigador, quien continuará la investigación en la Universidad de Berkeley.