El hecho ocurrió en pleno centro de la ciudad australiana. El Estado Islámico reivindicó el ataque.
"Estamos tratando esto ahora como un acto terrorista", declaró Graham Ashton, máximo responsable de la policía del estado de Victoria, en el sur de Australia.
El sospechoso, que fue capturado por la policía y murió estando detenido, era "conocido" por los servicios de seguridad y viajaba en un vehículo 4x4 lleno de bombonas de gas, agregó.
Investigadores habían declarado en un primer momento que el hombre no tenía vínculos con el terrorismo.
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Pero Ashton afirmó posteriormente que era conocido por sus relaciones familiares y residía en Australia desde hacía décadas.
Armado con un cuchillo, el atacante mató a una persona e hirió a otras dos antes de que la Policía le disparara y lo capturara.
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Según testigos, el hombre se puso a atacar a los transeúntes cerca del vehículo que había conducido hasta el centro de Melbourne y que estaba en llamas.
Una persona murió en el lugar de los hechos y otras dos eran atendidas en el hospital por sus heridas, dijo la policía.
El ataque se registró en el barrio de negocios de Melbourne en torno a las 4:20 p.m., cuando la gente empezaba a abandonar el trabajo para el fin de semana.
En videos grabados por testigos se puede ver cómo los policías tratan de detener al hombre sin violencia durante al menos un minuto, mientras el sospechoso se abalanza sobre ellos en varias ocasiones con su arma.
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El hombre, de gran estatura y vestido con una túnica negra, hacía grandes gestos con los brazos tratando de dar puñaladas frente a su vehículo en llamas.
Dos personas trataron de ayudar a los policías: un hombre armado con una silla de bar y otro, rápidamente bautizado el "héroe australiano" en las redes sociales, que trata de derribar al atacante con un carrito de supermercado.
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Pero el ataque continúa y al cabo de un momento, un policía usa su arma y dispara al pecho del agresor.
Policía solicita testigos
Autoridades pidieron a la población que evitara el sector, aunque descartó que hubiera otros sospechosos: "No buscamos a nadie más por el momento".
Los investigadores también enviaron al lugar a un equipo de artificieros para asegurar el barrio y examinar el vehículo en llamas.
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"Todavía hay que determinar las circunstancias exactas. La zona ha sido acordonada", agregaron los investigadores que hicieron un llamamiento a testigos.
"Un hombre fue detenido en el lugar y trasladado al hospital bajo escolta policial en estado crítico", declaró el superintendente de la policía David Clayton.
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Los servicios de emergencia dijeron haber tratado a tres personas en el lugar del ataque.
Melbourne es la segunda ciudad más grande de Australia, con unos 5 millones de habitantes, conocida por sus cafeterías, bares y restaurantes, así como por su alto nivel de vida.
El ataque coincide con el juicio en Melbourne de James Gargasoulas, de 28 años, por embestir con su vehículo a la multitud en el mismo barrio en 2017, matando a seis personas.