En marzo de 2026, la nave Einstein Probe detectó un breve destello de rayos X blandos emitido por una galaxia ubicada a unos 500 millones de años-luz de distancia. El destello, bautizado como EP260321a, desencadenó de inmediato una campaña de observación a escala mundial. En menos de una hora, los telescopios terrestres comenzaron a monitorizar la fuente, revelando una supernova que aumentaba rápidamente su brillo y que más tarde se denominó SN 2026gzf. Dos equipos de científicos utilizaron varias instalaciones del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) de Estados Unidos para observar el fenómeno y seguir la evolución de su perfil de luminosidad.
Los equipos estuvieron dirigidos por Brendan O’Connor, de la Universidad Carnegie Mellon, y Jillian Rastinejad, de la Universidad de Maryland en College Park, en Estados Unidos ambas instituciones. Los equipos presentaron los resultados de sus estudios en la revista académica The Astrophysical Journal Letters (O’Connor et al., Rastinejad et al.).
Ambos equipos pudieron identificar de forma independiente el estallido inicial de rayos X como una “ruptura de onda de choque” (shock breakout): el momento en que la potente onda de choque de una explosión estelar rompe o atraviesa la superficie de la estrella y libera la primera luz de una supernova.
Aunque se espera que las rupturas de onda de choque ocurran en todas las explosiones de supernova, son muy difíciles de observar porque duran apenas entre unos segundos y unas horas. En las últimas dos décadas, los astrónomos solo han identificado con certeza otro evento claro de ruptura de onda de choque en rayos X, lo que convierte a EP260321a en un descubrimiento excepcionalmente raro.
Cada equipo también pudo confirmar por separado que la explosión correspondía a una supernova de tipo Ic de líneas anchas (Ic-BL). Estas supernovas suelen presentar chorros de material relativista —material que se mueve a una velocidad cercana a la de la luz— y suelen estar relacionadas con estallidos de rayos gamma, que constituyen la clase de explosiones más brillantes y potentes del universo.
Sin embargo, SN 2026gzf destaca como un caso único por múltiples razones. En primer lugar, la señal inicial de la ruptura de onda de choque es la más tenue de entre todas las conocidas asociadas con una supernova de tipo Ic-BL, aunque la explosión en sí no fue particularmente tenue. Además, los investigadores se sorprendieron al no encontrar evidencias de un estallido de rayos gamma asociado con la supernova, a pesar de que el evento presentaba características similares a las de otras supernovas de tipo Ic-BL, que han estado asociadas con estallidos de rayos gamma.
“La SN 2026gzf se parece notablemente a otras supernovas energéticas que anteriormente se habían relacionado con estallidos de rayos gamma. Sin embargo, las observaciones posteriores en múltiples longitudes de onda, realizadas con las instalaciones más sensibles, no encontraron indicios de un chorro relativista ni de un resplandor residual, fenómenos que suelen observarse en este tipo de eventos. Una posibilidad es que el chorro se haya visto ‘ahogado’, ya sea por la superficie de la estrella o por el material circumestelar que la rodeaba”, afirma O’Connor.
Para investigar este enigmático suceso, O’Connor y su equipo obtuvieron imágenes profundas de la supernova a medida que brillaba y alcanzaba su máxima luminosidad con la Cámara de Energía Oscura (DECam) de 570 megapíxeles, montada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de la NSF, ubicado en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile, un Programa del NOIRLab de la NSF. Las imágenes de archivo de DECam tomadas diez años antes de la explosión revelaron una fuente azul en la misma ubicación, lo que proporcionó pistas excepcionales sobre el sistema progenitor y su entorno antes de que la estrella muriera.
El suceso también ocurrió dentro del Campo de Observación Profunda COSMOS (Deep Drilling Field) del Observatorio Vera C. Rubin de la NSF. Los datos obtenidos de este observatorio ayudaron a seguir la evolución de la supernova y revelaron indicios de actividad del sistema progenitor poco antes de la explosión. Gracias a la rápida cadencia y a la sensibilidad sin precedentes del Observatorio Rubin, se espera que las observaciones continuas proporcionen registros detallados y a largo plazo de la supernova a medida que evolucione en los próximos años.
Además, el Instrumento Espectroscópico para el Estudio de la Energía Oscura (DESI, por sus siglas en inglés), instalado en el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros de la NSF en el Observatorio Nacional de Kitt Peak (KPNO) obtuvo múltiples espectros. Estas observaciones permitieron al equipo observar la evolución de la SN 2026gzf a lo largo del tiempo y confirmar su naturaleza como supernova de tipo Ic-BL.
Para su estudio, O’Connor y su equipo también obtuvieron observaciones del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, del VLA (Very Large Array) del Observatorio Nacional de Radioastronomía, del Telescopio Fraunhofer del Observatorio de Wendelstein de la Universidad Ludwig-Maximilians, de los telescopios del Observatorio Palomar del Caltech, del Telescopio Hobby-Eberly y del Gran Telescopio Sudafricano (SALT).
Rastinejad y su equipo llevaron a cabo simultáneamente una investigación de seguimiento del fenómeno en múltiples longitudes de onda utilizando los dos Espectrógrafos Multiobjetos de Gemini (GMOS) instalados en el Gemini Norte, en Hawái, y en el Gemini Sur, en Chile —que conforman el Observatorio Internacional Gemini—, así como el espectrógrafo Goodman instalado en el Telescopio SOAR de 4,1 metros en Chile. También utilizaron datos del Observatorio Rubin, del Observatorio Palomar y del VLA.
Estas observaciones ayudaron a Rastinejad y a su equipo a confirmar que SN 2026gzf era una supernova de tipo Ic-BL, a determinar la ausencia de chorros relativistas y a comprender la estructura de la estrella y su entorno justo antes del colapso.
“Nuestras observaciones nos permitieron estudiar la física de tres aspectos de esta explosión: la ruptura del choque de rayos X, la supernova que la acompañaba y la interacción de la supernova con el material expulsado previamente por la estrella moribunda”, afirma Rastinejad. “Con esta información pudimos trazar un mapa de la estructura del material que rodeaba a la estrella y comprender su violenta vida antes de que colapsara”.
Determinaron que la progenitora es una estrella Wolf-Rayet, una estrella que nació con una masa aproximadamente 20 veces mayor que la del Sol y que consume rápidamente su hidrógeno durante las primeras etapas de su vida. Descubrieron que, antes de su muerte explosiva, la estrella experimentó episodios irregulares de pérdida de masa, expulsando todo su hidrógeno y helio y dejando tras de sí una estrella despojada compuesta principalmente de carbono y oxígeno. La turbulenta pérdida de masa creó múltiples envolturas de material alrededor de la estrella: una envoltura compacta y cercana, de poca masa, que produjo la señal inicial de rayos X, y otra más extensa y asimétrica de material que produjo la señal óptica de la supernova.
“Es la primera vez que hemos podido cartografiar el entorno de una estrella antes de su explosión, después de que perdiera todo su hidrógeno y helio”, afirma Gokul Srinivasaragavan, miembro del equipo de Rastinejad. “En el futuro, espero con ansias observar más eventos de ruptura de onda de choque con un nivel de detalle similar, para comprobar si todas las estrellas despojadas tienen un comportamiento similar antes de colapsarse y qué diferencias, si las hay, podemos observar”.
Con una ruptura de choque de rayos X excepcionalmente tenue y sin flujos de salida relativistas, EP260321a / SN 2026gzf actúa como un puente único entre las rupturas de choque de supernovas ordinarias y las explosiones más extremas que generan estallidos de rayos gamma de baja luminosidad.
Al demostrar que las supernovas Ic-BL energéticas no siempre producen un estallido de rayos gamma, flujos de salida relativistas ni un resplandor residual de larga duración, este descubrimiento sugiere que las estrellas masivas pueden llegar al final de sus vidas de más formas de las que se creía hasta ahora.
