Reevaluando M31-2014-DS1: Por qué la estrella 'desaparecida' de Andrómeda desafía las teorías de supernovas fallidas

Reevaluación de M31-2014-DS1: Por qué la estrella "desaparecida" de Andrómeda desafía las teorías de la supernova fallida

En 2014, los astrónomos que monitoreaban la galaxia de Andrómeda (M31) presenciaron una desaparición cósmica rara y desconcertante. Una masiva supergigante amarilla, designada como M31-2014-DS1, comenzó a desvanecerse rápidamente, terminando por desaparecer de la vista óptica. Durante años, el principal consenso científico sugirió que se trataba de una "supernova fallida": un evento dramático en el que una estrella masiva omite una explosión brillante y colapsa directamente en un agujero negro. Sin embargo, un nuevo estudio de Noam Soker, del Technion - Instituto Tecnológico de Israel, sugiere que este "acto de desaparición" podría no ser lo que parece. Al reevaluar los parámetros físicos requeridos para que ocurra una supernova fallida, Soker sostiene que el escenario es matemáticamente improbable y que la estrella podría seguir allí, simplemente oculta tras un velo de polvo cósmico.

La hipótesis de la supernova fallida

El concepto de una supernova fallida es una piedra angular del mecanismo moderno de muerte estelar "impulsado por neutrinos". En este modelo, cuando el núcleo de una estrella masiva colapsa, el flujo resultante de neutrinos se lleva una cantidad significativa de masa-energía. Esta pérdida repentina de atracción gravitatoria hace que las capas externas de la estrella se expandan. Mientras que la mayor parte de la estrella colapsa en un agujero negro, una pequeña fracción de la envoltura es expulsada al espacio, y parte del material termina cayendo de nuevo hacia la singularidad recién formada. Se teoriza que este material de "retrocaída" (fallback) forma un disco de acreción, alimentando chorros débiles y un evento transitorio de baja luminosidad que carece del brillo de una supernova estándar.

Para M31-2014-DS1, los investigadores habían propuesto previamente que ocurrió exactamente esta secuencia de eventos, dejando tras de sí un agujero negro de aproximadamente cinco masas solares. El atractivo de esta teoría reside en su capacidad para explicar por qué algunas de las estrellas más masivas del universo parecen desaparecer sin la pirotecnia esperada. También ayuda a explicar el problema de la "supergigante roja faltante": la observación de que vemos menos progenitores de supernovas de gran masa de los que predicen los modelos de evolución estelar.

El desafío del ajuste fino

En su investigación más reciente, Noam Soker desafía la viabilidad de este modelo, caracterizándolo como un "escenario de supernova fallida fallida". Según Soker, las condiciones específicas requeridas para coincidir con las observaciones de M31-2014-DS1 son increíblemente estrechas y físicamente improbables. El modelo de supernova fallida requiere que menos del 1% del material de retrocaída ligado sea realmente acrecido por el agujero negro. Si se consumiera más material, los chorros resultantes serían mucho más energéticos de lo que se observó en Andrómeda.

Soker señala una contradicción flagrante en el tiempo de este evento. El modelo propuesto sugiere que los chorros alimentados por acreción deben permanecer activos durante más de una década para explicar la curva de luz, pero estos mismos chorros deben, de alguna manera, no lograr detener el flujo de gas entrante durante ese mismo periodo. "Considero que este requisito de ajuste fino es improbable", escribe Soker en su análisis, señalando que los bucles de retroalimentación física entre el gas en acreción y los chorros salientes suelen regular tales sistemas de manera mucho más agresiva. La probabilidad de que un sistema mantenga un desequilibrio tan delicado durante diez años es, en opinión de Soker, casi nula.

Convección y fluctuaciones del momento angular

Una parte significativa de la crítica de Soker se centra en el papel de la convección previa al colapso dentro de la supergigante amarilla. Antes de que una estrella colapse, sus capas externas son un caldero hirviente de celdas convectivas. Estas celdas poseen un momento angular estocástico (o aleatorio). Cuando la estrella colapsa, este "giro" no desaparece simplemente; dicta cómo interactúa el material de retrocaída con el agujero negro.

Soker argumenta que incluso si la estrella en su conjunto rotara lentamente, la turbulencia interna sería suficiente para formar discos de acreción intermitentes. Estos discos lanzarían inevitablemente chorros a través de un proceso que Soker identifica con el Mecanismo de Explosión por Chorros Fluctuantes (JJEM, por sus siglas en inglés). "El material de retrocaída posee grandes fluctuaciones de momento angular debido a la convección de la envoltura previa al colapso", explica Soker. Sus cálculos sugieren que estas fluctuaciones producirían chorros lo suficientemente energéticos como para desencadenar una explosión mucho más brillante, en lugar del tenue resplandor que se desvanece observado en 2014. El hecho de que M31-2014-DS1 no explotara brillantemente sugiere que un evento de colapso del núcleo podría no haber ocurrido en absoluto.

Discrepancias radiativas y escenarios alternativos

Más allá de la mecánica de la acreción, Soker identifica una discrepancia en la luz observada. En un escenario de supernova fallida, la interacción entre los chorros salientes y el gas estelar circundante debería producir una radiación significativa a medida que el material se enfría. Sin embargo, el análisis de Soker encontró que la radiación esperada de tal zona de enfriamiento sería al menos un orden de magnitud superior a los valores detectados por los telescopios. Este desajuste debilita aún más la hipótesis del nacimiento de un agujero negro.

Entonces, si no fue una supernova fallida, ¿qué le pasó a la estrella? Soker apunta hacia una alternativa: un Transitorio Óptico de Luminosidad Intermedia (ILOT) de Tipo II. En este escenario, la estrella es parte de un sistema binario que experimentó una interacción violenta o una fusión parcial. Tales eventos pueden expulsar cantidades masivas de gas que se condensan rápidamente en polvo. Este polvo actúa como un "velo" cósmico, bloqueando la luz de la estrella y haciendo que parezca haber desaparecido. "El desvanecimiento se debe a la eyección de polvo en una interacción binaria violenta", sugiere Soker, señalando que esta explicación se ajusta a los datos observados sin requerir "parámetros de ajuste fino improbables".

Implicaciones para la evolución estelar

El debate sobre M31-2014-DS1 tiene profundas implicaciones para nuestra comprensión de los ciclos de vida de las estrellas más masivas del universo. Si las supernovas fallidas son tan raras como sugiere Soker, significaría que la mayoría de las estrellas masivas terminan sus vidas en explosiones brillantes, y nuestros modelos actuales "impulsados por neutrinos" podrían necesitar una revisión significativa. También sugeriría que los progenitores "faltantes" no están desapareciendo en agujeros negros, sino que quizás están siendo oscurecidos por su propia pérdida de masa en etapas tardías o por interacciones binarias.

El trabajo de Soker se alinea con otros estudios recientes, como los de Beasor et al. (2026), que utilizan datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y del Submillimeter Array (SMA). Estas observaciones no han logrado detectar las firmas de alta energía —como flujos específicos de rayos X— que se esperarían de un agujero negro recién formado que acrece materia activamente. En cambio, los datos infrarrojos sugieren una distribución de polvo no esférica, una característica distintiva de las interacciones de estrellas binarias más que del colapso más simétrico de una sola estrella.

Qué sigue para el misterio de Andrómeda

La prueba definitiva de la teoría de la "supernova fallida fallida" de Soker será el tiempo. Si la estrella está simplemente oculta tras una capa de polvo expulsada durante una interacción binaria, ese polvo eventualmente se expandirá y se dispersará, o la estrella se moverá más allá del velo. Soker ha predicho anteriormente que M31-2014-DS1 acabará reapareciendo, una "resurrección" que refutaría definitivamente la teoría del colapso en un agujero negro.

Las investigaciones futuras se centrarán en el monitoreo a largo plazo del sitio en longitudes de onda infrarrojas y de radio. A medida que telescopios como el JWST continúan escudriñando a través del polvo de la galaxia de Andrómeda, los astrónomos esperan encontrar la "prueba definitiva": ya sea el calor tenue y persistente de un sistema binario oculto o el silencio inconfundible de un agujero negro. Por ahora, el caso de la supergigante desaparecida sigue siendo una lección de cautela sobre las complejidades de la muerte estelar y los peligros de asumir que, cuando una estrella desaparece, se ha ido para siempre.