Que amaguen els misteriosos i molt rars flaixos blaus de l'Univers?

Els misteriosos i molt rars flaixos blaus de l'Univers poden estar amagant una terrorífica destrucció estel·lar. 

Els astrofísics continuen descobrint fenòmens nous i misteriosos al cosmos, com ara  les Transicions Òptiques Lluminoses Ràpides Blaves (LFBOT sigles en anglès de Luminous Fast Blue Optical Transient), que s'han revelat en l'última dècada. Finalment, potser sabrem què s'amaga darrere d'aquestes Transicions Òptiques Lluminoses Ràpides Blaves.

Clic a la imatge per engrandir. Recreació artística generada per IA que mostra una Transició Òptica Lluminosa Ràpida Blava (LFBOT). Crèdit: LS, ChatGPT 

Per la seva pròpia naturalesa, els esdeveniments astronòmics rars i febles només es poden descobrir amb la creixent potència dels telescopis i la seva proliferació, permetent l'observació contínua del cel a escala global. Això és precisament el que fa que una xarxa d'astrònoms ciutadans, com els d'Unistellar, o la posada en marxa d'instruments com el James Webb o el Vera C. Rubin.

Per tant, va caldre esperar fins al 2018 perquè els astrònoms de la noosfera descobrissin unes rares explosions còsmiques blaves brillants anomenades LFBOT. 

Els LFBOT intriguen als astrofísics perquè evolucionen molt més ràpid que altres explosions còsmiques com ara les noves o supernoves clàssiques. Així, les seves corbes de llum en l'espectre visible arriben al seu màxim de brillantor, i després s'esvaeixen en només uns dies. Els LFBOT també romanen molt blaus; les lleis de la física de l'emissió de llum ens diuen que romanen extremadament calents durant gran part de la seva evolució.

És molt difícil estar segur de què s'amaga darrere d'aquests estranys fenòmens, i per descobrir-ho, fins ara només hem tingut 14 esdeveniments d'aquest tipus els fotons dels quals van ser capturats pels nostres telescopis. Podem citar el cas ben publicitat d'AT 2018cow (AT per  Astronomical Transient) i (cow, la vaca (en anglès) que va ser una explosió astronòmica molt potent, de 10 a 100 vegades més brillant que una supernova normal, que va ocórrer a la galàxia CGCG 137-068, a uns 200 milions d'anys llum de la Via Làctia a la constel·lació d'Hèrcules.

Els teòrics han multiplicat les hipòtesis exòtiques sobre ells. Per exemple, el de Tidal Disruption Event (o TDE sigles en anglès de Esdeveniment de Disrupció de Marea), que es poden traduir com a "esdeveniments de disrupció deguts a l'efecte de marea" Jean-Pierre Luminet va ser un dels pioners de l'estudi teòric d'aquestes TDE fa gairebé 40 anys amb un dels grans teòrics dels forats negres, l'australià Brandon Carter. Els dos astrofísics relativistes, tots dos a l'Observatori de París en aquell moment, també havien presentat el seu treball en un article a la famosa revista Nature el 1982, seguit d'un altre a  Astronomy & Astrophysics el 1983.

Però, segons Anya Nugent del Centre d'Astrofísica de Harvard, aquests escenaris expliquen malament totes les propietats observades. Ella i els seus col·legues creuen que tenen la clau del trencaclosques, tal com expliquen en un article d'accés obert a arXiv.

Recreació artística d'una Transició Óptica Lluminosa Ràpida Blava  (LFBOT). Crèdit: NASA, ESA, NOIRLab de la NSF, Mark Garlick, Mahdi Zamani

Estrelles Wolf-Rayet?

Però per entendre de què va tot això, cal parlar una mica sobre... les estrelles Wolf-Rayet, conegudes des del 1867. Com el seu nom indica, van ser descobertes per Charles Wolf i Georges Rayet de l'Observatori de París mentre observaven tres estrelles a la constel·lació del Cigne com a part d'estudis en una disciplina molt jove que aleshores es desenvolupava ràpidament després del treball del físic alemany Gustav Kirchhoff i el químic Robert Bunsen: L'espectroscòpia.

Aquestes estrelles semblaven anormals a causa de la presència d'elements estranys a les línies espectrals en emissió d'origen desconegut. Els astrofísics del segle XX arribarien a entendre que les estrelles WR són estrelles massives que superen les 10 masses solars, que observem al final de les seves vides, experimenten inestabilitats que els fan expulsar part de les seves capes superiors, un preludi d'explosions de supernoves del tipus SNII.

Per tant, només viuen uns quants milions d'anys com a màxim sobre la seqüència principal, sintetitzant elements com ara el carboni i l'oxigen, abans de col·lapsar gravitacionalment. L'explosió deixarà enrere com a cadàver estel·lar una estrella de neutrons i, en el cas de les estrelles més massives, de vegades forats negres estel·lars.

Una variant de l'escenari dels objectes de Thorne-Zytkow?

 
En el model explicatiu que actualment prefereix l'equip d'astrofísics, tot comença amb un sistema binari amb dues estrelles massives. Una és més massiva que l'altra i està evolucionant ràpidament, arrencant amb el seu camp gravitacional capes de material superficial a l'altra estrella, deixant al descobert el seu cor d'heli produït per les reaccions de fusió termonuclear. Així s'obté una estrella Wolf-Rayet, mentre que l'estrella "caníbal", havent-se tornat encara més massiva, s'esfondra ràpidament, emetent una explosió de supernova i deixant enrere com a restes un objecte compacte, un forat negre o una estrella de neutrons.

Després de centenars o milers d'anys, aquest romanent compacte finalment cau al nucli de l'estrella Wolf-Rayet i la destrueix, produint un LFBOT. Aquesta és una variant de l'escenari de l'objecte Thorne-Zytkow.

Els investigadors creuen, però, que aquest escenari haurà de ser confirmat per més observacions. S'espera que l'Observatori Vera C. Rubin, amb el seu extens estudi del cel de deu anys, tingui un paper important en el descobriment de nous LFBOT, inclosos els més febles i distants. Això permetrà una millor comprensió del seu origen i evolució al llarg de la història còsmica.

Ho he vist aquí.