Un astrónomo aficionado de Rosario registró por primera vez el nacimiento de una supernova

El 20 de septiembre de 2016, a la medianoche, Víctor Buso, un cerrajero rosarino aficionado a la astronomía desde que tenía 11 años, decidió subir a la terraza de su casa, a metros del Hospital Italiano de esa ciudad, y probar una nueva cámara que había comprado para adosar a su telescopio de 40 centímetros.

El cielo estaba particularmente despejado. Víctor preparó el instrumental y decidió apuntar a un objeto que le permitiera evaluar la calidad de las imágenes. Se decidió por la gran galaxia espiral NGC 613, que estaba cerca del cenit. Dado que el cielo de Rosario estaba contaminado por las luces de la ciudad, tuvo que tomar exposiciones cortas, de unos 20 segundos, para evitar que se velaran. Al ver las primeras imágenes, de una calidad sorprendente, se entusiasmó.

En cada toma, la galaxia apenas asomaba como una mancha difusa. Entonces, juntó 40 imágenes, las combinó usando el software de la cámara, y así pudo obtener una foto en la que la galaxia desplegaba claramente sus brazos espirales. Unos minutos después de analizar esa primera imagen combinada, y cuando se disponía a tomar una nueva secuencia, quedó atónito: donde antes no había nada, ahora se divisaba un puntito.

Su mirada avezada le sugería que tenía que seguir registrando ese punto del cielo. Así pudo apreciar no solo que el misterioso punto permanecía en el mismo lugar, sino también que se veía cada vez más brillante.

"Estoy sacando una secuencia de la galaxia cada 20 segundos, cuando veo un pixel que empieza a aumentar de brillo -recuerda, emocionado-. Empecé a llamar a la gente que se dedica a la astronomía en forma profesional, pero a las doce de la noche no encontraba a nadie. Hasta que di con otro aficionado que me dijo que tenía que dar el alerta mundial. Entonces elaboré un llamado con la exposición, brillo y mediciones para que un observatorio más poderoso confirmara lo que estaba viendo".

En la soledad de la noche, Víctor Buso, desde el techo de su casa en Rosario, era testigo de los primeros instantes de la explosión de una estrella, un fenómeno que los astrónomos venían persiguiendo sin éxito desde hace años: el nacimiento de una supernova.

Víctor siempre había buscado estos objetos estelares. Y esta vez no solo había acertado, sino que posiblemente sea la primera persona en ver el nacimiento exacto de una supernova. Un hito que permitirá poner a prueba las teorías que explican estos violentos episodios astronómicos.

Enterados de la detección, Melina Bersten y Gastón Folatelli, del Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, dependiente del Conicet y la Universidad Nacional de La Plata), Federico García, del Instituto Argentino de Radioastronomía (también del Conicet), Omar Benvenuto (del IALP) y en Bariloche, Mariana Orellana, de la Universidad Nacional de Río Negro, del Conicet, se pusieron a estudiarla en detalle. También colaboraron colegas de Japón y Estados Unidos.

Bersten y Folatelli habían regresado no hacía mucho al país después de cursar posdoctorados en Chile y en Japón, y su tema de estudio son, precisamente, estos fenómenos cósmicos. "Enseguida nos dimos cuenta de que era algo impresionante -exclaman Melina y Gastón-. ¡Es increíble! Es la primera vez en la historia que esa etapa de la explosión se ve con este nivel de detalle. Es un golpe de suerte, porque por más que haya muchos observatorios buscando, uno no sabe cuándo va a explotar una estrella. Además, la primera fase evoluciona rapidísimo y es muy débil".

Las imágenes de Víctor tomadas a lo largo de dos horas resultaron un tesoro invaluable. Gracias a que hizo el anuncio esa misma madrugada, otros observatorios empezaron el seguimiento desde muy temprano. Monitorearon extensamente la supernova y estudiaron su evolución. El brillo de la luz emitida aumentaba rápidamente, una señal que, para los autores del trabajo que hoy publica Nature, y que también firman el propio Victor Buso y su amigo José Luis Sánchez, también aficionado a la astronomía, corresponde a una fase largamente buscada pero hasta ahora nunca observada.

Melina y Gastón no salen de su asombro. Él se dedica a la observación de supernovas y ella, a los modelos de explosión. "Yo tenía estudios muy precisos de objetos así, pero como nunca se habían descubierto en sus momentos iniciales, se barajaba la posibilidad de que esa fase no existiera", comenta.

La aparición de una supernova es un cataclismo en el cosmos. Se puede desencadenar a partir de estrellas masivas, varias veces más grandes que nuestro sol, cuando agotan su combustible. El núcleo de la estrella se condensa, pero la estrella se hincha hasta convertirse en una supergigante roja. Cuando llega a un punto crítico, y tras una serie de reacciones nucleares, explota generando poderosas ondas de choque.

También pueden formarse a partir de un sistema solar binario cuando las estrellas son más pequeñas que nuestro sol, las llamadas enanas blancas. Si se dan ciertas condiciones, su núcleo puede fusionarse y producir una fabulosa explosión termonuclear. El brillo de una supernova llega a compararse con el de toda una galaxia, pero en semanas o meses decae hasta desaparecer.

"Viendo la pendiente de crecida que tenía el brillo nos dimos cuenta de que era algo excepcional -agrega Orellana-. Hay que tener la suerte de estar mirando y que justo explote la estrella".

Buso cultiva la pasión por escudriñar el cosmos desde hace más de cuarenta años. "Cuando era adolescente fabriqué el observatorio del colegio Cristo Rey y descubrimos una estrella variable, la NSV 19555 –cuenta–. Después hicimos un proyecto para buscar nuevas estrellas variables en la Cruz del Sur. Se trata de un tipo de objetos que tienen crisis en su estructura física y empiezan a variar de brillo. Cuando envejecen, emiten pulsaciones y se ponen cada vez más inestables, entre otras causas, porque tienen otra estrella al lado que las eclipsa".

Desde que terminó su propio observatorio, después de vender un terreno y usar ese dinero para hacer una torre arriba de su casa, se dedica a buscar supernovas y cometas cuando tiene "tiempo y ganas".

"Esa noche justo había comprado una cámara con más resolución y me puse a probarla sobre objetos que venía estudiando. Y cuando vi ese pixel... Uno por ahí tiene el temor de dar una falsa alerta; especialmente, porque en ese momento no brillaba como una supernova... Pero ser la única persona del mundo que ha podido ver esto es terrible", se emociona Buso.

Un descubrimiento histórico e improbable

Según explican los astrónomos, en términos probabilísticos, Buso se ganó la lotería astronómica. En promedio, cada galaxia alberga una supernova por siglo. Durante la hora en que se produjo la explosión, como un siglo tiene unas 876 mil horas, las chances de estar observando justo el nacimiento son de una en 876 mil. Pero a eso hay que agregar otros factores que reducen la probabilidad de hacer semejante descubrimiento por casualidad.

Primero, tiene que ser de noche en Rosario, lo que reduce las chances en más de un factor dos. Segundo, debe estar despejado: otro factor dos. Tercero, y esto es crucial, la supernova tenía que emerger en una zona externa de la galaxia madre, donde el brillo de fondo es débil, para que fuera posible identificarla. Es más, las supernovas tienden a aparecer en zonas brillantes de los núcleos o brazos de las galaxias, donde hay más estrellas (una probabilidad de una en diez o una en cien).

Es decir, que sin considerar otros posibles factores, la chance de asistir al nacimiento es de entre una en diez millones y una en cien millones. El Quini 6 tiene una probabilidad de uno en diez millones. Que se caiga un avión, uno en varios millones. Además, fue necesario que esa fortuna se combinara con el ojo entrenado de un observador atento. El nuevo objeto se ve tan débil en las imágenes que pasa desapercibido para muchos, aunque sepan que está allí. Buso supo encontrar lo que la naturaleza puso delante de sus ojos y pronto interpretó que se trataba de un hallazgo trascendente.

Para entender el valor de estas imágenes, cabe mencionar que en ellas se puede advertir el instante mismo en que nace la supernova. El objeto se hace visible y rápidamente aumenta su brillo, a un ritmo nunca antes visto en este tipo de eventos. Que es, precisamente, lo que predecían las simulaciones por computadora de explosiones estelares. Solo con la frecuencia de observación de Víctor Buso, de varias imágenes por minuto, es posible estudiar esta brevísima fase de su evolución.

Se trata del momento exacto en que la onda expansiva de la explosión emerge de la superficie estelar, luego de recorrer supersónicamente el interior de la estrella, explican los astrónomos. En ese instante se libera violentamente una enorme cantidad de luz, en una especie de flash espacial. Lo notable es que los modelos son capaces de explicar lo observado por Buso, al mismo tiempo que reproducen el resto de la evolución del brillo de la supernova, sin necesidad de modificar ninguna hipótesis.

Según afirma Estela Reynoso, investigadora del Conicet en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio, que no participó en este hito, "El descubrimiento de Víctor Buso, junto con José Luis Sánchez, ya entró en la historia de la astronomía mundial y puso a Rosario y a la Argentina en el centro de la atención de todos los astrónomos que estudian estos cataclismos. La trascendencia de su hallazgo radica en que las explosiones de supernovas son impredecibles; hay mucha gente dedicada a patrullar el cielo buscándolas y, cuando las encuentran, ya ha transcurrido algún tiempo desde la explosión. Esta es la primera vez en que la detección se realiza prácticamente en el instante del evento, por lo tanto la información que se pudo obtener es única y difícilmente se repetirá en mucho tiempo. Lo que aprendimos con la supernova 'rosarina' nos ayuda a comprender mejor los misterios que encierra la muerte violenta que sufren algunas estrellas".

Por la novedad de las observaciones y la solidez de la interpretación teórica, los resultados de este estudio se publican en Nature. "Desde 1975 que no había un trabajo de astronomía en esta revista científica y con una astrónoma radicada en el país como primera autora", se enorgullece Bersten.