La supernova recién detectada explotó cuando el universo tenía apenas 730 millones de años.

El universo tiene casi 13.800 millones de años, pero de vez en cuando, los astrónomos detectan ecos de su pasado más distante, auténticos mensajes en una botella cósmica que desafían nuestras teorías sobre la formación estelar temprana.

Una de estas raras ocasiones ocurrió a principios de 2025, cuando científicos de la NASA informaron del avistamiento de una supernova que explotó cuando el universo tenía tan solo 730 millones de años. Este hallazgo pulveriza el récord anterior por más de mil millones de años, ofreciéndonos una visión sin precedentes de las etapas iniciales de la evolución cósmica.

Andrew Levan, autor principal y profesor en la Universidad de Radboud (Países Bajos) y la Universidad de Warwick (Reino Unido), comentó en una declaración que “solo hay un puñado de estallidos de rayos gamma detectados en los últimos 50 años que provengan del primer billón de años del universo. Este evento en particular es muy raro y muy emocionante”. De hecho, esta es la supernova más antigua observada hasta la fecha y, sorprendentemente, lució muy similar a eventos más recientes y locales. Las observaciones de este hito han sido detalladas en la prestigiosa revista Astronomy and Astrophysics Letters.

Un Vistazo al Pasado Profundo: El Universo con 730 Millones de Años

Imagina un cosmos inmerso en la Era de la Reionización, una etapa turbulenta y formativa en la que las primeras estrellas y galaxias estaban encendiendo el universo y despejando la neblina de hidrógeno neutro que lo había cubierto desde la Oscuridad Cósmica. Es en este entorno primitivo donde tuvo lugar la explosión que ahora detectamos, un evento tan masivo que ha viajado miles de millones de años luz para llegar a nuestros instrumentos.

El simple hecho de que seamos capaces de detectar un evento de esta naturaleza, proveniente de una época tan temprana, es un testimonio del poder de los telescopios de nueva generación, especialmente el James Webb Space Telescope (JWST), y de la naturaleza intrínsecamente energética de las explosiones de supernova. Esta detección no solo establece un récord, sino que también nos proporciona una instantánea crucial sobre cómo eran los procesos de muerte estelar en una época donde se teorizaba que las estrellas eran fundamentalmente distintas a las actuales.

Detectando Estallidos de Rayos Gamma "Extremadamente Raros"

El primer indicio de que algo inusual estaba ocurriendo llegó el 14 de marzo de 2025. El satélite Space Variable Objects Monitor (SVOM) observó un estallido de rayos gamma (GRB) de larga duración. Este tipo de detección inmediata es crucial, ya que los GRBs son efímeros y su observación requiere una rápida movilización de otros telescopios para capturar el "resplandor posterior" o afterglow.

Un resplandor infrarrojo fue reportado posteriormente por el Nordic Optical Telescope (NOT), y una contraparte de rayos X fue detectada por el Swift X-Ray Telescope y el Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope. Esta colaboración internacional y la capacidad de observar el evento a través de múltiples longitudes de onda (lo que se conoce como astronomía multi-mensajero) fue fundamental para confirmar la naturaleza y la distancia del fenómeno.

La Naturaleza Enigmática de los Estallidos de Rayos Gamma (GRBs)

Los estallidos de rayos gamma son, sin lugar a dudas, los eventos más energéticos del universo. Son ráfagas de destellos increíblemente brillantes que pueden durar desde una centésima de segundo hasta noventa minutos, aunque generalmente no se extienden más de unos pocos minutos, según la Agencia Espacial Europea (ESA).

¿Qué son los GRBs y por qué son tan poderosos?

Los rayos gamma son la longitud de onda más pequeña del espectro electromagnético y requieren más energía para su producción que cualquier otra onda. Solo pueden ser generados por objetos y procesos extremadamente calientes y energéticos. Piensa en explosiones nucleares, púlsares o, como en este caso, en las supernovas.

Para que te hagas una idea de la inmensa cantidad de energía que encierra un solo estallido de rayos gamma, la NASA explica que tan solo 10 segundos de un GRB pueden liberar más energía de la que nuestro Sol descargará a lo largo de toda su vida útil de 10 mil millones de años. Esta energía se concentra en chorros estrechos de plasma que viajan a velocidades relativistas, casi a la velocidad de la luz. Es solo cuando uno de estos chorros apunta directamente hacia la Tierra que somos capaces de detectarlo como un GRB.

GRBs de Larga Duración: Rastreadores de Estrellas Masivas

El hecho de que este GRB en particular durara más de unos pocos segundos permitió a los astrónomos vincular su detección con una supernova, una explosión fenomenalmente brillante que marca la espectacular muerte de una estrella masiva. Los GRBs se clasifican generalmente en dos tipos: cortos (menos de 2 segundos) y largos (más de 2 segundos).

Los GRBs de corta duración suelen estar asociados a la fusión de objetos compactos (como estrellas de neutrones o agujeros negros), mientras que la mayoría de los GRBs de larga duración se cree que surgen del colapso de estrellas masivas (fenómeno conocido como ‘collapsar’). Esto los convierte en poderosísimos rastreadores de la formación estelar a través del tiempo cósmico, ya que su brillo permite detectarlos incluso cuando la galaxia anfitriona es demasiado débil para ser vista directamente.

Según los autores del estudio, “La mayoría de los estallidos de rayos gamma de larga duración (GRBs) se piensa que surgen del colapso de estrellas masivas, lo que los convierte en potentes trazadores de la formación estelar a través del tiempo cósmico”. Al detectar un GRB largo tan temprano en la historia del universo, esencialmente estamos señalando la ubicación exacta de una de las primeras estrellas masivas que colapsaron.

El Telescopio James Webb y la Supernova Récord (GRB 250314A)

Las observaciones posteriores, recogidas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) el 1 de julio, mostraron una supernova "probable" y su galaxia anfitriona. La sensibilidad infrarroja superior del JWST fue crucial, dado que la luz de este evento ha sido severamente "enrojecida" (redshift) por la expansión del universo. La luz visible emitida por el objeto ha sido estirada durante su viaje de más de 13.000 millones de años, desplazándose hacia las longitudes de onda infrarrojas que el Webb está diseñado para capturar. Este evento se asocia a un corrimiento al rojo altísimo, probablemente alrededor de $z \approx 7$ o superior.

Un Patrón de Brillo Inusual

A diferencia de las supernovas típicas, que generalmente se iluminan gradualmente durante semanas antes de comenzar a atenuarse, esta supernova en particular se iluminó durante meses. Esto se debe precisamente al momento de su explosión y a las leyes de la expansión cósmica.

Cuando la explosión ocurrió en el universo primitivo, la luz que emitió sufrió un drástico estiramiento. Este alargamiento de las longitudes de onda, causado por la expansión del espacio-tiempo en el camino, también provoca una dilatación temporal en la forma en que observamos el evento. Es decir, aunque la curva de luz intrínseca de la supernova puede haber sido normal, la percibimos como si se desarrollara a cámara lenta, lo que explica el período inusualmente prolongado de brillo, otro factor clave que permitió a los astrónomos estudiar el evento con detalle.

Las Implicaciones Cósmicas: Una Supernova Sorprendentemente "Moderna"

El universo temprano era un lugar radicalmente diferente al que conocemos hoy. Una gran parte de esa época sigue siendo un misterio, pero las teorías cosmológicas sugieren que las primeras estrellas, aquellas que poblaron las primeras galaxias, eran mucho más grandes que las estrellas modernas.

El Desafío de las Estrellas de Población III

Se teoriza que estas estrellas primigenias, conocidas como Estrellas de Población III, carecían de elementos pesados (metales, en jerga astronómica) y podían ser hasta 300 veces más masivas que nuestro Sol, según los modelos de la NASA.

Estas estrellas de Población III se habrían formado exclusivamente a partir de hidrógeno y helio, los únicos elementos presentes tras el Big Bang. Debido a su inmensa masa, se cree que habrían sido increíblemente efímeras, sobreviviendo solo unos pocos millones de años antes de explotar de forma catastrófica. (En comparación, nuestro Sol, una estrella de Población I rica en metales, tiene una esperanza de vida prevista de 10.000 millones de años.) Esta corta vida y su vasto tamaño implicaban que las primeras estrellas eran también asombrosamente brillantes.

La Homogeneidad Estelar a Través del Tiempo

Debido a estas diferencias teóricas, los investigadores estaban preparados para notar contrastes notables entre esta supernova de 730 millones de años y una supernova más reciente ocurrida cerca de casa. Pero este no fue el caso.

Nial Tanvir, coautor y profesor de la Universidad de Leicester (Reino Unido), expresó el asombro del equipo en una declaración: “Entramos con la mente abierta. Y he aquí que Webb demostró que esta supernova se parece exactamente a las supernovas modernas.”

Los investigadores descubrieron que la estrella que causó el estallido de rayos gamma no era "mucho más masiva" y podría incluso haber sido similar a las que se encuentran en nuestro universo local. Este hallazgo tiene profundas implicaciones para la astrofísica estelar, desafiando la noción de que las estrellas primitivas debían ser monolíticamente gigantescas.

Si el entorno y las propiedades de la estrella que colapsó en este GRB son comparables a las de las estrellas de hoy, se sugiere que el proceso de formación estelar, incluso en un ambiente con menor metalicidad, puede haber dado lugar a estrellas con masas similares a las de las estrellas actuales mucho antes de lo que se pensaba. “De ser correcto, esto implicaría un alcance bastante limitado para la evolución de las propiedades de los GRB [estallidos de rayos gamma] y las SN [supernovas] a lo largo de gran parte de la historia cósmica”, escribieron los autores del estudio.

El Papel de los GRBs en la Era de la Reionización

Este descubrimiento de una supernova tan temprana es fundamental para nuestra comprensión de la Era de la Reionización, el periodo crucial cuando la luz de las primeras estructuras cósmicas disolvió el gas de hidrógeno neutro.

Los GRBs, al ser tan inmensamente brillantes, actúan como faros temporales que iluminan el gas a lo largo de su línea de visión. Cuando la luz de un GRB pasa a través de una región de hidrógeno neutro, ese gas absorbe longitudes de onda específicas, dejando una "huella dactilar" espectral que los astrónomos pueden analizar. Al estudiar el espectro de este GRB récord, los científicos pueden medir la cantidad de hidrógeno neutro que quedaba en el universo hace 13.000 millones de años.

Esto nos permite acotar el momento exacto en que la reionización estaba en marcha. Si la estrella que causó el GRB no era excepcionalmente masiva (como una Población III pura), sugiere que la galaxia anfitriona ya había comenzado a enriquecerse con elementos pesados, aunque en pequeñas cantidades. Estudiar la composición de la galaxia anfitriona de este GRB puede darnos la mejor pista hasta ahora sobre las condiciones químicas de las primeras galaxias formadoras de estrellas.

Instrumentos Clave en la Detección: La Sinergia de la Astrofísica

La detección y el seguimiento de este GRB ilustran perfectamente la necesidad de la astronomía coordinada y multi-mensajero.

El satélite SVOM (Space Variable Objects Monitor) fue el primero en detectar los rayos gamma. Diseñado específicamente para cazar y localizar GRBs, SVOM alerta rápidamente a observatorios terrestres y espaciales para que puedan apuntar sus instrumentos antes de que el brillo inicial se desvanezca.

El seguimiento rápido en rayos X lo realizaron el Swift X-Ray Telescope y el Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope, cruciales para determinar la posición precisa del evento y confirmar que se trataba de un GRB de larga duración.

Finalmente, el Nordic Optical Telescope (NOT) y, sobre todo, el James Webb Space Telescope (JWST), entraron en juego. El JWST, con su espejo de oro y su incomparable sensibilidad infrarroja, no solo pudo detectar el brillo residual de la supernova (el afterglow infrarrojo), sino que también pudo analizar el espectro de la galaxia anfitriona, confirmando la distancia y demostrando que la supernova en sí no era tan exótica como la teoría había sugerido para las primeras estrellas.

Este hallazgo, al mostrarnos que la muerte de las estrellas en el universo joven se asemeja a las muertes estelares de hoy, simplifica algunas áreas de la astrofísica estelar, pero añade un intrigante misterio a otra: ¿dónde están las verdaderas y gigantescas estrellas de Población III? La búsqueda continúa, pero gracias a este GRB, tienes una visión mucho más clara de cómo el cosmos evolucionó después de su infancia.

Fuentes
https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-earliest-supernova-to-date-shows-host-galaxy/
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/12/aa56581-25/aa56581-25.html
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gamma-ray_bursts_explained
https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2022/news-2022-049
https://svom.cnes.fr/en/svom/svom-gamma-ray-bursts