Igual que los seres vivos (y que el propio Universo), las estrellas nacen, viven y después, inevitablemente, mueren. Y ahora, un equipo internacional de astrónomos acaba de ser testigo de un tipo de muerte estelar cuya existencia se suponía, pero que nadie había observado antes. Han visto cómo una estrella gigante, simplemente, se apagaba. Sin explosiones colosales. Sin el brillo cegador de una supernova. La estrella colapsó directamente para dar a luz a un agujero negro, dejando tras de sí apenas algo de polvo caliente. El hito, recién publicado en ' Science ', marca un antes y un después en la astrofísica. Bajo la dirección de Kishalay De, investigador del Instituto Flatiron de la Fundación Simons, los científicos han logrado, en efecto, el registro observacional más completo jamás obtenido de la transformación directa de una estrella en un agujero negro. «Esta estrella -explica De- solía ser una de las más luminosas de la galaxia de Andrómeda y, de repente, ya no estaba por ninguna parte. Imaginen si la estrella Betelgeuse (entre las más brillantes de nuestro cielo) desapareciera en un instante. ¡Todo el mundo perdería la cabeza! Pues el mismo tipo de cosa es lo que ha pasado con esta estrella en la galaxia de Andrómeda «. Catalogada como M31-2014-DS1, la estrella en cuestión se encuentra a unos 2,5 millones de años luz de la Tierra, en 'nuestra vecindad' galáctica. Y durante casi dos décadas tanto los telescopios terrestres como los espaciales han estado registrando su evolución. Las imágenes de archivo revelan que la 'pesadilla térmica' del astro comenzó a dar señales en 2014, cuando su luz infrarroja empezó a brillar con más intensidad, un aumento de aproximadamente el 50% a lo largo de dos años. Pero fue en 2016 cuando ocurrió lo impensable: la estrella se oscureció drásticamente. Para 2022 y 2023, las observaciones de seguimiento con el telescopio espacial Hubble y gigantes terrestres como el Observatorio Keck confirmaron lo increíble. La estrella se había desvanecido. Su luz óptica y en el infrarrojo cercano era diez mil veces (un factor de 104) más débil que antes. Hoy en día, M31-2014-DS1 es indetectable en el espectro visible; sólo un levísimo resplandor rojizo en el infrarrojo medio delata que algo espectacular ocurrió allí. Habitualmente, un agujero negro de masa estelar se forma como consecuencia del colapso catastrófico de una estrella muy masiva que, durante millones de años, ha vivido en un delicado y constante equilibrio de fuerzas. Por un lado, la inmensa fuerza de su propia gravedad empuja toda su masa hacia el centro, amenazando con aplastarla. Por otro, en su núcleo, la estrella posee un reactor termonuclear que fusiona hidrógeno para crear helio (y posteriormente elementos más pesados), liberando una energía colosal que empuja hacia afuera. Pero el 'combustible' (el hidrógeno) para quemar no es eterno, y cuando una estrella de al menos 10 veces la masa de nuestro Sol agota el suyo, el reactor se apaga y la gravedad, implacable, gana la partida de forma instantánea. El núcleo se derrumba sobre sí mismo en fracciones de segundo, formando un objeto ultradenso, normalmente una estrella de neutrones. Este colapso genera una onda de choque brutal, impulsada por partículas fantasmales llamadas neutrinos, que rebota hacia el exterior y desgarra las capas externas de la estrella. El resultado es una supernova, una explosión tan potente que puede eclipsar el brillo de toda una galaxia. Pero, ¿qué ocurre si la onda de choque falla? La teoría, propuesta hace ya décadas, sugería que si la explosión impulsada por los neutrinos no tuviera la fuerza suficiente para expulsar el material estelar, éste volvería a caer (lo que los científicos llaman 'fallback') sobre la estrella de neutrones recién nacida. El peso, entonces, sería tan insoportable que la materia se colapsaría hasta un punto de densidad infinita. Nace un agujero negro. La estrella se 'ha tragado' a sí misma en lo que se conoce como una 'supernova fallida'. «Sabemos desde hace casi 50 años que los agujeros negros existen -señala De-. Sin embargo, apenas estamos arañando la superficie para comprender qué estrellas se convierten en agujeros negros y cómo lo hacen». El análisis de la desaparición de M31-2014-DS1 trae consigo un rompecabezas. Si la estrella implosionó limpiamente, ¿por qué tardó varios años en desvanecerse del todo en lugar de desaparecer en un abrir y cerrar de ojos? La respuesta, según revela el nuevo estudio, reside en un fenómeno cotidiano que también experimentamos en la Tierra: la convección. En las estrellas supergigantes, existen diferencias de temperatura abismales entre una región y otra. El centro, por ejemplo, es un infierno abrasador, mientras que las capas externas son, comparativamente, mucho más frías. Esto crea corrientes de convección gigantescas, similares al agua hirviendo en una olla, donde el gas caliente sube y el frío baja. Pues bien, cuando el núcleo de M31-2014-DS1 colapsó, el gas de sus inmensas capas externas todavía se estaba moviendo rápidamente debido a esta convección. Andrea Antoni, coautora del estudio e investigadora en el Flatiron, desarrolló los modelos teóricos que explican lo sucedido. «La tasa de acreción -afirma-, es decir, la velocidad a la que el material cae, es mucho más lenta que si la estrella implosionara directamente hacia adentro». La materia, de hecho, no cae directamente en el agujero, sino que se precipita en espiral hacia él. Para ilustrar este concepto, los científicos proponen un ejemplo sencillo: imaginemos el agua vaciándose por el sumidero de una bañera. El agua no cae directamente y en línea recta, sino que comienza a girar, formando un remolino, debido a su momento angular. De la misma manera, el gas estelar que cae hacia el recién formado agujero negro comienza a orbitar e a su alrededor. «Este material convectivo -detalla Antoni. -tiene momento angular, por lo que gira alrededor del agujero negro. Sólo que, en lugar de tardar meses o un año en caer, está tardando décadas. Y debido a todo esto, se convierte en una fuente más brillante de lo que sería de otro modo, y observamos un largo retraso en el oscurecimiento de la estrella original». Los astrónomos calculan que la estrella original tenía unas 13 veces la masa del Sol y había perdido gran parte de su envoltura de hidrógeno antes de morir, quedando con unas 5 masas solares en el momento del colapso. Sorprendentemente, estiman que solo un 1% del gas original de su envoltura cae realmente dentro del agujero negro. El resto forma un disco polvoriento y oscuro a su alrededor. A medida que el material se aleja del centro caliente, se enfría, y los átomos se combinan para formar polvo cósmico a unas 110 Unidades Astronómicas de distancia (una UA es la distancia entre la Tierra y el Sol, 150 millones de km). Este polvo oculta el agujero negro pero se calienta a unos 870 Kelvin, produciendo ese débil brillo infrarrojo que ha permitido a los científicos certificar el fin del astro. Pero el valor de este estudio no radica solo en la observación de Andrómeda, sino en cómo resuelve casos del pasado. Y es que al comprender el mecanismo de M31-2014-DS1, el equipo de De decidió reevaluar un caso famoso y desconcertante de hace diez años: la estrella NGC 6946-BH1. En 2009, en la galaxia NGC 6946 (conocida como la Galaxia de los Fuegos Artificiales), se observó una supergigante que tuvo un leve destello óptico para luego desvanecerse durante miles de días. Hasta ahora, las piezas del rompecabezas de NGC 6946-BH1 no encajaban perfectamente en las teorías, pues era demasiado caliente para ser una supergigante roja tradicional. Pero al aplicar su nuevo modelo de estrellas empobrecidas en hidrógeno y el efecto de retraso por la convección, el equipo logró demostrar que NGC 6946-BH1 siguió exactamente el mismo patrón. Una estrella de unas 17,5 masas solares originales que perdió sus capas externas, sufrió una supernova fallida y formó un agujero negro masivo, eyectando apenas una ínfima fracción de masa (menos de 0,1 masas solares a velocidades de 60 km por segundo) que formó un velo de polvo a su alrededor. De modo que lo que antes era una simple anomalía estadística, ahora es un patrón confirmado. M31-2014-DS1 no es un bicho raro ('oddball', como lo llamó De inicialmente), sino el representante de una clase entera de objetos cósmicos. «Solo con el hallazgo de estas joyas individuales -reflexiona el investigador- hemos podido empezar a armar una imagen como esta». Con todo, el descubrimiento apenas es el prólogo de lo que promete ser un nuevo capítulo en la exploración espacial. «Esto es solo el principio de la historia -concluye Kishalay De-. La luz de esos escombros va a ser visible durante décadas en el nivel de sensibilidad de telescopios como el James Webb... Y esto puede terminar siendo un punto de referencia para entender cómo se forman los agujeros negros estelares en el Universo».