Un equipo de astrónomos de las universidades de MIT, Harvard, Northeastern y Tufts emplearon algoritmos de inteligencia artificial y descubrieron lo que podría ser una estrella masiva que explotó mientras intentaba tragarse un agujero negro, lo que ofrece una explicación para una de las supernovas más extrañas jamás vistas.
La investigación, realizada en marco de la colaboración con el NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions, fue liderada por astrónomos del Centro de Astrofísica del Harvard & Smithsonian (CfA) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) como parte del Experimento de Supernovas Jóvenes (YSE en inglés).
Para el estudio científico, publicado en la revista
The Astrophysical Journal, se empleó un algoritmo de inteligencia artificial para escanear el cielo en tiempo real, lo que permitió
detectar una explosión estelar (supernova) altamente atípica, ofreciendo
evidencia directa de la interacción entre una estrella masiva y un agujero negro. El evento, denominado
SN 2023zkd, constituye uno de los ejemplos más claros observados hasta la fecha de una supernova influenciada por un compañero compacto.
La detección, realizada en julio de 2023 por el algoritmo de aprendizaje automático, desarrollado por el proyecto Young Supernova Experiment (YSE), podría implicar que la estrella masiva estuviera atrapada en una órbita mortal con el agujero negro. A medida que se perdía energía de la órbita, su separación disminuía hasta que la tensión gravitacional de la estrella desencadenó la supernova al absorber parcialmente el agujero negro.
"Nuestro sistema de aprendizaje automático detectó la SN 2023zkd meses antes de su comportamiento más inusual, lo que nos dio tiempo suficiente para obtener las
observaciones cruciales necesarias para desentrañar esta extraordinaria explosión", explicó
Alexander Gagliano, autor principal del estudio y miembro del NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions, en un
comunicado de prensa.
¿Por qué es importante este descubrimiento?
Las observaciones sugieren que la estrella progenitora estaba en órbita estrecha con un agujero negro. A medida que el sistema binario perdía energía, la estrella habría sido parcialmente absorbida, alcanzando un punto crítico que desencadenó la explosión. Este fenómeno representa un caso probable de interacción estelar extrema previa a una supernova.
Una interpretación alternativa, aún en evaluación, considera que el agujero negro destruyó por completo a la estrella antes de su explosión espontánea. En ese escenario, los escombros estelares habrían generado la emisión supernova al colisionar con el medio interestelar circundante. En ambos casos, el sistema habría culminado con la formación de un único agujero negro de mayor masa.
Además del inusual mecanismo de detonación, el comportamiento lumínico de SN 2023zkd ha sido igualmente excepcional. La supernova presentó un primer pico de brillo seguido por un segundo resurgimiento meses después, lo cual no es común en supernovas típicas. Al revisar datos archivados, los investigadores descubrieron que el sistema mostraba un aumento paulatino de luminosidad durante al menos cuatro años previos al estallido.
Este patrón de variabilidad prolongada sugiere una pérdida de masa progresiva y una alteración significativa de la estructura estelar antes de su colapso final. Los modelos hidrodinámicos indican que la explosión estuvo influida por capas de gas eyectadas anteriormente, formando una nube densa en forma de disco alrededor del sistema.
"Creemos que esto podría formar parte de toda una clase de explosiones ocultas que la IA nos ayudará a descubrir", precisó la astrónoma V. Ashley Villar, coautora del estudio.
Este hallazgo destaca el papel emergente de la inteligencia artificial en la astronomía observacional moderna, no solo como herramienta de clasificación, sino como mecanismo proactivo de descubrimiento científico. La detección temprana permitió activar observaciones desde telescopios terrestres y espaciales, incluyendo instrumentos como Swift, Pan-STARRS, Magellan y Las Cumbres Observatory.
Con la inminente puesta en marcha del
Observatorio Vera C. Rubin, que permitirá escanear el cielo completo cada pocos días, se espera que la combinación de IA y grandes volúmenes de datos transforme la manera en que se estudian los ciclos de vida estelar.
"Este descubrimiento demuestra la importancia de estudiar cómo las estrellas masivas interactúan con sus compañeras a medida que se acercan al final de sus vidas", afirmó Gagliano. "Sabemos desde hace tiempo que la mayoría de las estrellas masivas se encuentran en sistemas binarios, pero observar a una intercambiando masa poco antes de explotar es increíblemente raro".