Cómo explotan las estrellas en directo: las imágenes más tempranas de dos novas retratan un caos cósmico inesperado
Las primeras imágenes tomadas apenas días después de dos explosiones estelares revelan que las novas no estallan de una sola vez, sino que expulsan material en múltiples oleadas que chocan entre sí. Esta nueva mirada en tiempo real desmonta viejos modelos y abre una ventana sin precedentes a la física extrema de las estrellas moribundas.
Por Enrique Coperías
Impresión artística de la nova V1674 Herculis, una de las explosiones estelares más rápidas jamás observadas. Las primeras imágenes obtenidas por el interferómetro CHARA revelaron dos eyecciones de material perpendiculares que chocan entre sí y generan potentes choques capaces de emitir rayos gamma. Cortesía: The CHARA Array.
Cuando una estrella enana blanca se enciende de repente en el cielo, el estallido es tan rápido que, durante más de un siglo, los astrónomos han tenido que reconstruir lo ocurrido mirando las cenizas mucho después de la explosión.
Las novas, esas erupciones que iluminan de golpe un sistema binario —un par de estrellas que orbitan juntas alrededor de un centro de gravedad común—, se estudiaban siempre a posteriori, observando con paciencia las envolturas expulsadas años o décadas tras el estallido. Lo que pasaba en los primeros días, cuando la física realmente frenética moldea la forma de la explosión, había permanecido en una especie de penumbra científica.
Hasta ahora.
Un equipo internacional, coordinado por los astrónomos Elias Aydi, de la Universidad Estatal de Míchigan, y John D. Monnier, de la Universidad de Míchigan, ha logrado captar, en tiempo prácticamente real, cómo dos novas de 2021 expulsan su material al espacio. Y las imágenes, obtenidas con el interferómetro CHARA —un conjunto de seis telescopios que actúan como un supertelescopio infrarrojo— han revelado un fenómeno mucho más complejo de lo que suponían los modelos tradicionales.
Dos casos extremos dentro de las novas galácticas
En lugar de una única eyección explosiva, las novas parecen desencadenar múltiples flujos de materia, que chocan entre sí y alimentan potentes ondas de choque capaces de emitir rayos gamma.
🗣️ «Las imágenes nos ofrecen una vista en primer plano de cómo el material es expulsado de la estrella durante la explosión. Captar estos eventos transitorios requiere flexibilidad para adaptar nuestro calendario nocturno a medida que se descubren nuevos objetivos de oportunidad», explica Gail Schaefer, directora del CHARA Array, que resalta la dificultad de obtener imágenes tan tempranas.
Las dos protagonistas del estudio, publicado en Nature Astronomy, son dos casos extremos dentro de las novas galácticas:
✅ V1674 Herculis. Fue una de las novas más rápidas jamás observadas.
✅ V1405 Cassiopeiae. Es una nova extremadamente lenta.
Y, pese a representar polos opuestos, V1674 Herculis y V1405 Cassiopeiae, coinciden en algo esencial: su comportamiento no puede explicarse como un simple fogonazo inicial. Cada una lo demuestra a su manera.
La nova más rápida del Oeste… y del Este
V1674 Her apareció en junio de 2021 y se convirtió en una celebridad instantánea entre los astrónomos: subió y bajó de brillo en cuestión de horas, algo rarísimo incluso en un fenómeno impredecible como una nova. Además, el telescopio espacial Fermi la detectó emitiendo rayos gamma durante su primer día de vida, una señal inequívoca de choques extremadamente energéticos.
Pero la verdadera sorpresa llegó cuando CHARA la observó apenas dos y tres días tras su descubrimiento. Es la mirada más temprana lograda jamás a una nova que acaba de estallar. Y lo que vio fue la huella directa de una erupción asimétrica: dos flujos de materia perpendiculares entre sí, expandiéndose a distinta velocidad.
En las imágenes, el flujo rápido aparece como dos lóbulos opuestos, mientras que el más lento forma una estructura elipsoidal cerca del centro. La comparación con los espectros tomados esos mismos días es reveladora: las líneas de hidrógeno muestran dos componentes distintos, uno más lento (a unos 3.800 km/s) y otro más veloz ( a unos 5.500 km/s), exactamente lo que predicen los modelos de múltiples eyecciones. Ambas expulsiones coexistieron durante unas horas para después chocar entre sí, produciendo los choques que generan los rayos gamma observados.
Además, estas observaciones permiten medir con alta precisión la distancia a la nova mediante paralaje de expansión: calculando cuánto ha crecido angularmente la estructura y comparándolo con la velocidad inferida de los espectros, los autores estiman que está a unos 17.900 – 20.900 años luz de la Tierra.
La hazaña técnica es de quitarse el so,mbrero: captar en imágenes estructuras de milésimas de segundo de arco, con cambios visibles de un día para otro, convierte a estas novas en laboratorios naturales para estudiar cómo se forman las ondas de choque en astrofísica. Y V1674 Her, con su evolución exprés, demuestra que el estallido de una nova puede ser un proceso violento pero organizado, en el que distintas capas se expulsan secuencialmente.
Ilustración y primeras imágenes de la nova V1674 Herculis, que muestran cómo un flujo inicial más lento es alcanzado después por otro mucho más rápido, generando choques que producen rayos gamma. Las observaciones del interferómetro CHARA, tomadas apenas dos y tres días tras el descubrimiento, revelan estas estructuras perpendiculares en plena expansión. Los espectros confirman la presencia de ambos flujos con velocidades muy distintas. Cortesía: Aydi, E., Monnier, J.D., Mérand, A. et al.
La nova que tardó cincuenta días en explotar realmente
Si V1674 Her fue una explosión súbita y efervescente, V1405 Cas está en el polo opuesto: una erupción lenta, perezosa, casi contemplativa. Descubierta en marzo de 2021, tardó 53 días en alcanzar su máximo brillo visible. Durante ese periodo, su curva de luz quedó detenida en una especie de meseta conocida como premaximum halt, una pausa cuya causa llevaba décadas desconcertando a los astrónomos.
Las imágenes tomadas por CHARA en los días 53 y 55 tras el descubrimiento arrojaron una revelación contundente: la mayor parte de la envoltura de la estrella no había sido expulsada todavía. Lo que se observa es un objeto compacto, de apenas 1 AU de diámetro (1 AU≈149,597,870 km) equivalente al tamaño de una gigante roja.
👉 Si la nova hubiera expulsado su envoltura desde el día cero a velocidades de entre 700 km/s y 1.500 km/s —las registradas en los primeros espectros—, la estructura debería medir entre 3,0 × 10⁹ km y 6,7 × 10⁹ km, aproximadamente la distancia del cinturón de Kuiper, donde orbitan Plutón y otros objetos transneptunianos. Pero no. El material seguía allí, envolviendo al sistema binario.
Esto implica que la explosión no fue realmente una expulsión inicial, sino un hinchamiento prolongado del sistema, una suerte de minienvoltura común (common-envelope) como llaman los astrónomos al proceso en el que un objeto estelar queda sumergido en la atmósfera expandida de otro. En este caso, el sistema binario habría permanecido inmerso en la envoltura durante más de cincuenta días, transfiriendo energía orbital a la nube de gas y ayudando a expulsarla gradualmente.
La prueba definitiva llega con la tercera observación, 67 días tras el descubrimiento. De repente, aparece una estructura extendida que contribuye a la mitad de la luz emitida: la envoltura había sido finalmente expulsada. Y casi de inmediato se detectan rayos gamma y posteriormente rayos X duros —un claro indicio de material chocando a gran velocidad—. El retraso de más de dos meses en la aparición de choques energéticos confirma que la eyección principal ocurrió muy tarde, no al inicio.
Imagen en alta definición captada por la cámara NIRCam del telescopio espacial James Webb revela los intrincados detalles de Cassiopeia A, y muestra la envoltura en expansión de la supernova mientras choca contra el gas expulsado por la estrella antes de estallar. Cortesía: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGhent), Tea Temim (Princeton University)
Un nuevo paradigma para las explosiones estelares cercanas
Ambos casos, tan distintos entre sí, apuntan hacia un mismo mensaje: las novas no son explosiones limpias ni puntuales. No son bolas de fuego perfectamente esféricas que se expanden de manera uniforme desde un único fogonazo inicial, tal y como representaban los modelos clásicos. Lo que ocurre es más caótico, más variado y, sobre todo, más dinámico.
🗣️ «Estas observaciones nos permiten ver una explosión estelar en tiempo real, algo que es muy complicado y que durante mucho tiempo se consideró extremadamente difícil —comenta Aydi. Y añade—: En lugar de ver simplemente un destello de luz, ahora estamos descubriendo la verdadera complejidad de cómo se desarrollan estas explosiones. Es como pasar de una fotografía granulada en blanco y negro a un vídeo en alta definición».
Las novas parecen expulsar su material en episodios múltiples, con ritmos y geometrías distintas, y en algunos casos con retrasos de semanas. Estos flujos interactúan, chocan, se frenan y se aceleran mutuamente. Y es en esos choques donde se genera buena parte del brillo y de la energía observable: desde luz visible hasta rayos gamma de gigaelectronvoltios.
«Este es un avance extraordinario. El hecho de que ahora podamos ver cómo explotan las estrellas y observar de inmediato la estructura del material que es expulsado al espacio es algo asombroso. Abre una nueva ventana a algunos de los eventos más dramáticos del universo», afirma Monnier.
Pero quizá el avance más simbólico es el conceptual: por primera vez, gracias a las capacidades de CHARA, los astrónomos pueden ver en directo cómo se forma una nova, siguiendo su evolución día a día en vez de reconstruirla retrospectivamente.
🗣️ «Las novas son más que fuegos artificiales en nuestra galaxia: son laboratorios de física extrema. Al ver cómo y cuándo se expulsa el material, por fin podemos conectar los puntos entre las reacciones nucleares en la superficie de la estrella, la geometría del material expulsado y la radiación de alta energía que detectamos desde el espacio», señala la astrofísica Laura Chomiuk, experta en explosiones estelares y coautora del estudio.
Y, como resume Aydi en una reflexión final: «Esto es solo el comienzo. Con más observaciones como estas, por fin podremos empezar a responder grandes preguntas sobre cómo viven y mueren las estrellas y cómo afectan a su entorno. Las novas, que antes se consideraban explosiones simples, están resultando ser mucho más ricas y fascinantes de lo que imaginábamos». ▪️
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Información facilitada por la Universidad Estatal de Míchigan
Fuente: Aydi, E., Monnier, J. D., Mérand, A. et al. Multiple outflows and delayed ejections revealed by early imaging of novae. Nature Astronomy (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-025-02725-1
