Una misteriosa señal de rayos gamma podría proceder de la primera fusión de estrellas de neutrones en la Vía Láctea

Una explosión cósmica que pudo iluminar el cielo hace menos de mil años y pasar inadvertida podría esconderse tras una enigmática señal. Su origen estaría en una colisión estelar capaz de fabricar oro y platino, los metales preciosos que hoy encontramos en la Tierra.

Por Enrique Coperías, periodista científico

Recreación artística de dos estrellas de neutrones a punto de fusionarse, expulsando un potente chorro de partículas a gran velocidad y una nube de materia rica en elementos pesados, como el oro y el platino.

Two neutron stars begin to merge in this illustration, blasting a jet of high-speed particles and producing a cloud of debris.

En algún lugar de la Vía Láctea, hace cientos o quizá unos pocos miles de años, dos estrellas muertas pudieron protagonizar una de las catástrofes más extraordinarias del universo. Tras girar una alrededor de la otra durante millones de años, acabaron chocando y fusionándose en un acontecimiento capaz de liberar cantidades colosales de energía y fabricar algunos de los elementos más pesados de la naturaleza.

Si ocurrió, el estallido pudo brillar durante unos días como uno de los objetos más luminosos del cielo nocturno, antes de desaparecer sin dejar un registro histórico conocido.

Ahora, un equipo internacional de astrofísicos cree haber encontrado una posible huella de aquella catástrofe. Se trata de HESS J1507-622, una misteriosa fuente de rayos gamma situada fuera del plano principal de nuestra galaxia, cuyo origen lleva años desconcertando a los astrónomos.

Según una investigación liderada por Prantik Sarmah y Xilu Wang, del Instituto de Física de Altas Energías de la Academia China de Ciencias, con participación de investigadores de la Universidad de Notre Dame, en Estados Unidos, esta fuente podría ser el remanente de una kilonova, el fenómeno explosivo que puede producirse cuando dos estrellas de neutrones colisionan y se fusionan.

El estudio esta disponible en el repositorio científico arXiv, y sus autores sostienen que las características de la fuente son compatibles con una kilonova que aconteció hace entre 200 y 3.000 años, aunque sus modelos apuntan a una antigüedad inferior a mil años.

➡️ De confirmarse, estaríamos ante el primer remanente de una fusión de estrellas de neutrones identificado en la Vía Láctea. Hasta ahora, los astrónomos han observado estos acontecimientos en otras galaxias, pero no han podido identificar de manera concluyente los restos de uno en la nuestra.

Qué es HESS J1507-622 y por qué desconcierta a los astrónomos

HESS J1507-622 es una fuente de radiación gamma de muy alta energía detectada por el sistema de telescopios H.E.S.S., que se levanta en Namibia. Su peculiaridad reside en que emite una intensa radiación gamma, pero carece de una contrapartida claramente identificada en otras longitudes de onda, como la radio y los rayos X.

Los rayos gamma constituyen la forma de radiación electromagnética de mayor energía. En el universo suelen producirse en ambientes extremos, como los alrededores de agujeros negros, las explosiones estelares o las regiones donde partículas cargadas son aceleradas hasta velocidades próximas a la de la luz.

Sin embargo, HESS J1507-622 presenta características especialmente difíciles de explicar.

La fuente se encuentra aproximadamente 3,5 grados por debajo del plano galáctico, donde se concentran la mayoría de las estrellas masivas y numerosas fuentes de radiación de alta energía. Además, ocupa una región relativamente compacta del cielo, con una extensión angular cercana a 0,3 grados.

Los astrónomos han considerado principalmente dos explicaciones:

1️⃣ Una nebulosa alimentada por un púlsar, una estrella de neutrones que gira a toda pastilla.

2️⃣ Los restos de una explosión de supernova.

Ninguna de las dos encaja completamente con las observaciones. No se ha identificado un púlsar inequívocamente asociado a la fuente, ni una envoltura de gas reconocible como remanente de supernova. Tampoco se ha encontrado una emisión difusa en rayos X que reproduzca la distribución espacial de los rayos gamma.

Esta combinación de radiación gamma intensa, escasas señales en otras longitudes de onda y posición inusual ha convertido a HESS J1507-622 en una de las fuentes galácticas de alta energía más difíciles de clasificar.

Mapa de rayos gamma de la enigmática fuente HESS J1507-622. Los colores más cálidos indican una mayor intensidad de radiación y los contornos verdes delimitan la señal detectada.

Mapa de rayos gamma de la enigmática fuente HESS J1507-622. Los colores más cálidos indican una mayor intensidad de radiación y los contornos verdes delimitan la señal detectada. Los círculos blancos señalan tres débiles fuentes de rayos X cercanas. Cortesía: Omar Tibolla et al

Lo que ocurre cuando chocan dos estrellas de neutrones

Para comprender la hipótesis propuesta por los investigadores hay que conocer qué es una fusión de estrellas de neutrones.

Estas estrellas son restos extremadamente densos que pueden quedar tras la explosión de determinadas estrellas masivas. En una esfera de apenas unas decenas de kilómetros de diámetro concentran una masa comparable a la del Sol.

Cuando dos estrellas de neutrones forman un sistema binario, pueden permanecer unidas gravitatoriamente durante millones o miles de millones de años. Durante ese tiempo emiten ondas gravitacionales, perturbaciones del espacio-tiempo predichas por Albert Einstein, que provocan una pérdida gradual de energía orbital.

Como consecuencia, ambas estrellas se acercan hasta que finalmente colisionan.

La fusión expulsa al espacio materia extraordinariamente rica en neutrones, mientras libera una enorme cantidad de energía. La desintegración de los núcleos radiactivos recién formados alimenta una emisión luminosa conocida como kilonova, macronova o proceso de supernova de tipo r.

Estos fenómenos pueden acompañarse de estallidos de rayos gamma, y constituyen uno de los escenarios astrofísicos más importantes para explicar el origen de determinados elementos pesados.

Cómo se fabrica el oro en una colisión de estrellas de neutrones

Una de las consecuencias más fascinantes de estas fusiones es la formación de elementos químicos mediante el llamado proceso r o proceso de captura rápida de neutrones.

Durante la colisión, los núcleos atómicos capturan neutrones a gran velocidad. Posteriormente, mediante diferentes transformaciones nucleares, pueden originar elementos mucho más pesados que el hierro; entre ellos, el oro, el platino y otros metales.

La importancia de este mecanismo quedó respaldada en agosto de 2017, cuando los observatorios LIGO y Virgo detectaron las ondas gravitacionales del acontecimiento GW170817, una fusión de estrellas de neutrones que ocurrió en una galaxia situada aproximadamente a 130 millones de años luz de la Tierra.

Las observaciones posteriores permitieron estudiar la kilonova asociada y aportaron pruebas fundamentales del papel de estas colisiones en la producción cósmica de elementos pesados.

Esto no significa que todos los elementos necesarios para la vida procedan de fusiones de estrellas de neutrones. El carbono y el oxígeno, por ejemplo, se forman principalmente mediante procesos nucleares en las estrellas. Sin embargo, estas colisiones contribuyen al enriquecimiento químico de las galaxias y ayudan a explicar la presencia de ciertos elementos pesados en nuestro planeta.

El telescopio espacial Hubble captó cómo se apagaba una kilonova en la galaxia NGC 4993, producida por la fusión de dos estrellas de neutrones detectada en 2017 mediante ondas gravitacionales

El telescopio espacial Hubble captó cómo se apagaba una kilonova en la galaxia NGC 4993, producida por la fusión de dos estrellas de neutrones detectada en 2017 mediante ondas gravitacionales. Cortesía: NASA / ESA

Las pistas que apuntan a una kilonova ocurrida hace menos de mil años

La investigación propone que las características observadas de HESS J1507-622 pueden explicarse mediante los restos en expansión de una antigua kilonova.

La ubicación

Una primera pista es su ubicación. Los sistemas binarios que contienen estrellas de neutrones pueden recibir grandes impulsos durante las explosiones estelares que dieron origen a sus componentes. Estos movimientos, denominados patadas natales, pueden alejarlos considerablemente de su región de formación.

Así, dos estrellas de neutrones podrían desplazarse durante cientos de millones de años antes de fusionarse lejos del plano galáctico.

Las emisiones de alta energía

La segunda pista procede de sus emisiones de alta energía.

Los restos expulsados por una kilonova se expanden y chocan contra el gas interestelar, lo que genera ondas de choque capaces de acelerar electrones hasta energías enormes. Estos electrones pueden transferir energía a los fotones de la radiación cósmica de fondo —la luz residual del universo primitivo— mediante un mecanismo conocido como dispersión Compton inversa.

El resultado es la producción de rayos gamma de muy alta energía.

Los investigadores desarrollaron un modelo que reproduce el espectro de HESS J1507-622 observado por el H.E.S.S. y por el telescopio espacial Fermi de la NASA. También comprobaron que las emisiones previstas en radio y rayos X permanecen por debajo de los límites establecidos por las observaciones existentes.

A partir de la energía y el tamaño aparente de la fuente, el equipo obtuvo un intervalo de edades comprendido entre 200 y 3.000 años, con preferencia por escenarios inferiores a mil años. Las distancias más probables para los distintos escenarios oscilan aproximadamente entre 3,8 y 14,3 kilopársecs, equivalentes a unos 12.400 y 46.600 años luz.

Son resultados obtenidos a partir de simulaciones y supuestos físicos. No constituyen una medición directa ni demuestran todavía que la fuente sea el resto de una kilonova.

Una explosión cósmica que nuestros antepasados pudieron ver a simple vista

Uno de los resultados más sorprendentes del estudio es que la supuesta kilonova podría haber sido visible para nuestros antepasados.

Utilizando como referencia la fusión de estrellas de neutrones GW170817, los investigadores estiman que una explosión semejante, que sucedió a las distancias propuestas para HESS J1507-622, habría podido alcanzar un brillo aparente comparable al de algunos de los planetas más luminosos del cielo nocturno.

Esto plantea una pregunta inevitable: si la explosión pudo observarse sin telescopio, ¿por qué no existe ningún registro histórico conocido?

Los científicos señalan varias posibilidades. Las kilonovas evolucionan rápidamente y su luminosidad disminuye de forma acusada en pocos días. Un periodo de mal tiempo o unas condiciones desfavorables de observación podrían haber impedido contemplarla.

Además, HESS J1507-622 se encuentra en una región muy meridional del firmamento, difícil o imposible de observar desde numerosas civilizaciones del hemisferio norte que dejaron registros astronómicos escritos.

También es posible que el polvo interestelar absorbiera parte de su luz visible.

En cualquier caso, la ausencia de testimonios históricos no demuestra que el acontecimiento ocurriera, pero tampoco permite descartarlo.

Cómo confirmar si HESS J1507-622 es el resto de una fusión de estrellas de neutrones

La explicación propuesta resulta compatible con las observaciones actuales, pero los investigadores reconocen que reproducir la emisión gamma no es suficiente para demostrar el origen de la fuente.

La prueba decisiva podría encontrarse en una forma de radiación diferente: rayos gamma con energías cercanas al megaelectronvoltio, producidos por la desintegración de núcleos radiactivos creados mediante el proceso de captura rápida de neutrones.

A diferencia de los rayos gamma generados por electrones acelerados, determinadas señales nucleares permitirían identificar directamente los productos de una kilonova.

Los autores consideran especialmente prometedoras las observaciones de futuros instrumentos sensibles a esta radiación, como el proyecto MeVGRO, liderado por el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de China, aunque su capacidad para detectar la señal dependería de la edad, la distancia y la composición del supuesto remanente.

También proponen estudiar la emisión infrarroja del polvo que podría estar asociado a la explosión y buscar un fenómeno conocido como eco de luz.

Un eco de luz aparece cuando la radiación emitida durante un acontecimiento astronómico se dispersa en material interestelar y alcanza la Tierra mucho después de la señal original.

Si se detectara uno alrededor de HESS J1507-622, los astrónomos podrían recuperar información sobre el antiguo estallido e incluso intentar identificar señales espectrales de los elementos pesados producidos durante la fusión.

Telescopios terrestres del hemisferio sur, junto con instalaciones como el Observatorio Vera C. Rubin, en el norte de Chile, podrían contribuir a investigar esta posibilidad.

Por qué encontrar una kilonova en la Vía Láctea ayudaría a explicar el origen del oro

La identificación de un remanente de kilonova en nuestra galaxia permitiría estudiar con un detalle sin precedentes las consecuencias de una fusión de estrellas de neutrones.

Los modelos científicos estiman que estos acontecimientos son relativamente infrecuentes en la Vía Láctea: aproximadamente uno cada 10.000 a 100.000 años, aunque su frecuencia exacta sigue siendo incierta.

Sin embargo, durante los miles de millones de años de historia de nuestra galaxia debieron producirse numerosas fusiones de esta clase.

Sus restos contribuyeron a distribuir elementos pesados por el medio interestelar, enriqueciendo el gas y el polvo a partir de los cuales nacieron nuevas generaciones de estrellas y sistemas planetarios.

Esa historia de enriquecimiento químico ayuda a explicar por qué encontramos oro y otros elementos pesados en la Tierra. No conocemos el origen concreto de cada átomo, pero sabemos que algunos de los materiales que forman nuestro planeta se fabricaron en acontecimientos cósmicos mucho más antiguos que el Sistema Solar.

Por ahora, HESS J1507-622 continúa siendo un misterio. El estudio no ha descubierto directamente una colisión de estrellas de neutrones, sino que ha demostrado que una antigua kilonova constituye una explicación físicamente plausible de esta enigmática fuente de rayos gamma.

Las próximas observaciones deberán determinar si estamos ante los restos de una de las explosiones más violentas del universo o si su verdadera naturaleza todavía se nos escapa.

La posibilidad, en cualquier caso, resulta extraordinaria: que una señal procedente de nuestra propia galaxia conserve la huella de un acontecimiento semejante a aquellos que, mucho antes de la aparición del Sol, contribuyeron a fabricar el oro que hoy existe en la Tierra.▪️(17-octubre-2026)

🔭 La misteriosa señal de rayos gamma: cuatro preguntas para entender el descubrimiento

¿Presenciaron nuestros antepasados una colisión de estrellas de neutrones? ¿Qué tiene que ver con el oro que existe en la Tierra? Estas son las claves para comprender una investigación que podría revelar la primera huella de una kilonova en la Vía Láctea.

¿Se ha descubierto la primera fusión de estrellas de neutrones en nuestra galaxia?

Todavía no. Los investigadores proponen que HESS J1507-622, una enigmática fuente de rayos gamma, podría ser el resto de una kilonova, la explosión asociada a una fusión de estrellas de neutrones. Los modelos científicos respaldan esta posibilidad, pero su naturaleza sigue sin confirmarse.

¿Cuándo pudo ocurrir esta colisión estelar?

Según los cálculos del estudio, el acontecimiento habría ocurrido hace entre 200 y 3.000 años, aunque los escenarios más favorables apuntan a una antigüedad inferior a mil años. La explosión pudo ser visible a simple vista durante unos días, pero no se conoce ningún registro histórico que permita identificarla.

¿De dónde procede el oro que existe en la Tierra?

Parte del oro y otros elementos pesados, como el platino, se fabrica durante fenómenos cósmicos extremos, entre ellos las fusiones de estrellas de neutrones. En estas colisiones tiene lugar el proceso r o captura rápida de neutrones, que permite formar núcleos atómicos muy pesados. Posteriormente, estos materiales pueden incorporarse a nuevas estrellas y planetas, incluida la Tierra.

¿Qué tendría que descubrirse para confirmar la kilonova?

Una de las pruebas más importantes sería detectar rayos gamma característicos de la desintegración de elementos radiactivos producidos durante la fusión. También podrían aportar pistas las observaciones infrarrojas del polvo y la búsqueda de un eco de luz, una señal luminosa de la explosión original que llegaría a la Tierra con siglos de retraso tras dispersarse en el material interestelar.

La clave científica: HESS J1507-622 es una candidata a remanente de kilonova, no un descubrimiento confirmado. Si se demuestra su origen, sería el primer resto conocido de una fusión de estrellas de neutrones identificado en la Vía Láctea.

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