Cuando las estrellas muy masivas llegan al final de su vida, explotan como supernovas, arrojando elementos como carbono y hierro al espacio. Otro tipo de explosión, más raro, ocurre cuando dos estrellas de neutrones, los densos restos de estrellas muertas, chocan. Este evento, conocido como kilonova, también produce elementos más pesados como el oro y el uranio. Estos elementos son ingredientes esenciales para la formación de estrellas, planetas y, en última instancia, de todo lo que vemos a nuestro alrededor.
Hasta ahora, los científicos han confirmado sólo un ejemplo claro de kilonova. Ese evento, llamado GW170817, ocurrió en 2017 cuando dos estrellas de neutrones se fusionaron. La colisión envía ondas gravitacionales y luz, lo que permite a los investigadores observarla de múltiples maneras. Las ondas gravitacionales fueron detectadas por el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO) de la Fundación Nacional de Ciencias y su socio europeo Virgo, mientras que telescopios de todo el mundo capturaron la luz de la explosión.
Un nuevo y maravilloso fenómeno cósmico
Los astrónomos ahora creen haber encontrado evidencia de una segunda kilonova, aunque la situación no es nada sencilla. El evento candidato, denominado AT2025ulz, parece estar vinculado a una supernova que ocurrió apenas unas horas antes. Esa explosión anterior puede haber oscurecido detalles clave, haciendo que el fenómeno sea más difícil de interpretar.
“Al principio, durante unos tres días, la explosión pareció la primera kilonova de 2017”, dijo Mansi Kasliwal (PhD ’11), profesora de astronomía y directora del Observatorio Palomar de Caltech cerca de San Diego. “Todos intentaban desesperadamente observarla y analizarla, pero luego empezó a parecer una supernova y algunos astrónomos perdieron el interés. Nosotros no”.
Kasliwal dirigió una encuesta para describir los hallazgos. Cartas de revistas astrofísicas. Su equipo sugiere que este evento inusual puede representar algo completamente nuevo, una superkilonova, es decir, una kilonova desencadenada por una supernova. Aunque los científicos han propuesto esta idea antes, nunca se había visto.
Las ondas gravitacionales apuntan a algo inusual
La primera señal de este raro evento apareció el 18 de agosto de 2025. Los detectores LIGO en Luisiana y Washington, junto con Virgo en Italia, registraron una nueva señal de ondas gravitacionales. En cuestión de minutos, se envió una alerta a los astrónomos de todo el mundo, señalando que la señal probablemente provenía de dos objetos fusionándose. Al menos un objeto parece inusualmente pequeño. La advertencia también incluía una posición irregular en el cielo.
“Aunque no es tan seguro como algunas de nuestras advertencias, rápidamente llamó nuestra atención como un evento candidato potencialmente muy interesante”, dijo David Reitze, director ejecutivo de LIGO y profesor de investigación en Caltech. “Continuamos analizando los datos y está claro que al menos uno de los objetos en colisión es menos masivo que una típica estrella de neutrones”.
Unas horas más tarde, la Instalación Transitoria Zwicky (ZTF) del Observatorio Palomar identificó una tenue fuente roja a unos 1.300 millones de años luz de distancia, ubicada en la misma región que la señal de la onda gravitacional. Inicialmente designado ZTF 25abjmnps, el objeto recibió posteriormente la designación oficial AT2025ulz.
Una señal que cambia con el tiempo.
Alrededor de una docena de telescopios en todo el mundo comenzaron rápidamente a observar el evento, incluido el Observatorio WM Keck en Hawaii, el Telescopio Fraunhofer en Alemania e instalaciones afiliadas al programa GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen) dirigido por Castlewall.
Las primeras observaciones mostraron que el objeto se estaba desvaneciendo rápidamente y era similar a lo visto en la kilonova de 2017. En ese evento anterior, el color rojo provino de elementos más pesados como el oro, que absorbía la luz azul y permitía el paso de las longitudes de onda rojas.
Sin embargo, el comportamiento del AT2025ulz pronto cambió. Unos días después del destello inicial, vuelve a brillar, cambiando a luz azul y mostrando hidrógeno en su espectro. Estas son las características de una supernova, especialmente una supernova de “colapso de núcleo de envoltura despojada”, no una kilonova. Debido a que las supernovas en galaxias distantes generalmente no producen ondas gravitacionales detectables, algunos astrónomos han llegado a la conclusión de que el evento probablemente fue una supernova ordinaria no relacionada con la señal anterior.
Indica una posible superkilonova
Kasliwal y su equipo notaron varias señales de que el evento no encajaba perfectamente en ninguna de las categorías. AT2025ulz no coincidía del todo con las características de una kilonova clásica o una supernova típica. Al mismo tiempo, los datos de ondas gravitacionales sugirieron que al menos uno de los objetos fusionados tenía una masa menor que la del Sol, lo que plantea la posibilidad de que estuvieran involucradas dos estrellas de neutrones inusualmente pequeñas.
Las estrellas de neutrones son los restos que quedan después de explosiones estelares masivas. Son aproximadamente del tamaño de San Francisco (unos 25 km de diámetro) y normalmente tienen entre 1,2 y tres veces la masa de nuestro Sol. Algunas teorías sugieren que pueden existir incluso estrellas de neutrones pequeñas, pero ninguna ha sido observada directamente.
Los científicos han propuesto dos formas en que podrían formarse estrellas de neutrones tan pequeñas. En un escenario, una estrella masiva que gira rápidamente explota y se divide en dos estrellas de neutrones más pequeñas mediante un proceso llamado fisión. En otro caso, llamado fragmentación, la explosión crea un disco de material alrededor del núcleo fragmentado, y grupos de ese disco eventualmente forman una pequeña estrella de neutrones, a medida que se forman los planetas.
Una colisión oculta dentro de una supernova
Según el coautor Brian Metzger de la Universidad de Columbia, es posible que dos estrellas de neutrones recién formadas puedan girar hacia adentro y colisionar, creando una kilonova que emite ondas gravitacionales. Cuando esto suceda, la explosión inicialmente aparecerá de color rojo debido a la formación de elementos más pesados, como se observa con los telescopios. Mientras tanto, los restos de supernovas anteriores pueden oscurecer la escena, ocultando la kilonova en su interior.
En términos simples, una supernova puede producir dos estrellas de neutrones recién nacidas que se fusionan rápidamente y producen una segunda explosión.
“Los teóricos han descubierto la única manera de que puedan nacer estrellas de neutrones subsolares durante el colapso de una estrella que gira muy rápidamente”, afirma Metzger. “Si estas estrellas ‘prohibidas’ se emparejan y se juntan para emitir ondas gravitacionales, es posible que tal evento sea causado por una supernova en lugar de una kilonova vacía”.
Se necesita más evidencia
Aunque esta explicación es convincente, los investigadores subrayan que aún es incierta. Todavía no hay pruebas suficientes para confirmar que AT2025ulz sea efectivamente una superkilonova.
Para probar esta idea, los astrónomos necesitan detectar más eventos como este. “Los futuros eventos de kilonova pueden no ser similares a GW170817 y pueden confundirse con supernovas”, dijo Kasliwal. “Podemos explorar nuevas posibilidades en estos datos del ZTF, así como del Observatorio Vera Rubin, y proyectos futuros como el Telescopio Espacial Nancy Roman de la NASA, el UVEX de la NASA (dirigido por Fiona Harrison de Caltech), el Deep Synoptic Array-2000 de Caltech y el WetScope. Superkilonova de Caltech, pero sigue siendo un evento revelador”.
Detalles del estudio y financiación.
El estudio, titulado “ZTF25abjmnps (AT2025ulz) y S250818k: una superkilonova candidata de un desencadenante de onda gravitacional subsolar por debajo del umbral”, recibió financiación de la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Knut y Alice Wallenberg, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Estadounidense (NSNS). Beca postdoctoral McWilliams y Universidad de Ferrara, Italia. Otros autores de Caltech incluyen a Tomas Ahumada (ahora en NOIRLab, Chile), Viraj Karumbelkar (ahora en la Universidad de Columbia), Christopher Framling, Sam Rose, Kausthav Das, Tracy Chen, Nicholas Early, Matthew Graham, George Helo y Ashish Mahabal.
El ZTF de Caltech cuenta con el respaldo de NSF y un grupo internacional de socios, con financiamiento adicional de la Fundación Heising-Simmons y Caltech. Los datos ZTF son procesados y archivados por IPAC, un centro de astronomía de Caltech.
