Esta fotografía de rayos X de Chandra muestra a Cassiopeia A (Cas A, para abreviar), el remanente de supernova más joven de la Vía Láctea.
(Imagen: © NASA / CXC / MIT / UMass Amherst / M.D.Stage et al.)
Una estrella cegadoramente brillante aparece a la vista en un rincón del cielo nocturno: no estaba allí hace solo unas horas, pero ahora arde como un faro.
Esa estrella brillante no es en realidad una estrella, al menos ya no. El punto brillante de la luz es la explosión de una estrella que ha llegado al final de su vida, también conocida como supernova.
Las supernovas pueden eclipsar brevemente galaxias enteras e irradiar más energía que la de nuestro sol en toda su vida. También son la fuente principal de elementos pesados en el universo. Según la NASA, las supernovas son "la mayor explosión que tiene lugar en el espacio".
Historia de las observaciones de supernovas
Varias civilizaciones registraron supernovas mucho antes de que se inventara el telescopio. La supernova más antigua registrada es RCW 86, que los astrónomos chinos vieron en el año 185 d. C. Sus registros muestran que esta "estrella invitada" permaneció en el cielo durante ocho meses, según la NASA.
Antes de principios del siglo XVII (cuando los telescopios estuvieron disponibles), solo hay siete supernovas registradas, según la Enciclopedia Británica.
Lo que sabemos hoy como la Nebulosa del Cangrejo es la más famosa de estas supernovas. Los astrónomos chinos y coreanos registraron esta explosión estelar en sus registros en 1054, y los nativos americanos del suroeste también pudieron haberla visto (según las pinturas rupestres vistas en Arizona y Nuevo México). La supernova que formó la Nebulosa del Cangrejo era tan brillante que los astrónomos podían verla durante el día.
Otras supernovas que se observaron antes de que se inventara el telescopio ocurrieron en 393, 1006, 1181, 1572 (estudiadas por el famoso astrónomo Tycho Brahe) y 1604. Brahe escribió sobre sus observaciones de la "nueva estrella" en su libro, "De nova stella, "que dio origen al nombre" nova ". Sin embargo, una nova difiere de una supernova. Ambas son explosiones repentinas de brillo a medida que los gases calientes se expulsan hacia afuera, pero para una supernova, la explosión es cataclísmica y significa el final de la vida de la estrella, según la Enciclopedia Británica.
El término "supernova" no se usó hasta la década de 1930. Su primer uso fue por Walter Baade y Fritz Zwicky en el Observatorio Mount Wilson, quienes lo usaron en relación con un evento explosivo que observaron, llamado S Andromedae (también conocido como SN 1885A). Estaba ubicado en la galaxia de Andrómeda. También sugirieron que las supernovas ocurren cuando las estrellas ordinarias colapsan en estrellas de neutrones.
En la era moderna, una de las supernovas más famosas fue SN 1987A de 1987, que los astrónomos aún están estudiando porque pueden ver cómo evoluciona una supernova en las primeras décadas después de la explosión.
Estrella de la muerte
En promedio, una supernova ocurrirá aproximadamente una vez cada 50 años en una galaxia del tamaño de la Vía Láctea. Dicho de otra manera, una estrella explota cada segundo más o menos en algún lugar del universo, y algunos de ellos no están demasiado lejos de la Tierra. Hace unos 10 millones de años, un grupo de supernovas creó la "Burbuja Local", una burbuja de gas en forma de maní de 300 años luz en el medio interestelar que rodea el sistema solar.
Exactamente cómo muere una estrella depende en parte de su masa. Nuestro sol, por ejemplo, no tiene suficiente masa para explotar como una supernova (aunque las noticias para la Tierra aún no son buenas, porque una vez que el sol se quede sin combustible nuclear, tal vez en un par de miles de millones de años, se hinche) en un gigante rojo que probablemente vaporizará nuestro mundo, antes de enfriarse gradualmente en una enana blanca). Pero con la cantidad correcta de masa, una estrella puede quemarse en una explosión de fuego.
Una estrella puede convertirse en supernova de una de dos maneras:
- Supernova tipo I: la estrella acumula materia de un vecino cercano hasta que se enciende una reacción nuclear desbocada.
- Supernova tipo II: la estrella se queda sin combustible nuclear y se derrumba bajo su propia gravedad.
Supernovas tipo II
Veamos primero el Tipo II más emocionante. Para que una estrella explote como una supernova Tipo II, debe ser varias veces más masiva que el sol (las estimaciones van de ocho a 15 masas solares). Al igual que el sol, eventualmente se quedará sin hidrógeno y luego con combustible de helio en su núcleo. Sin embargo, tendrá suficiente masa y presión para fusionar carbono. Esto es lo que pasa después:
- Poco a poco, los elementos más pesados se acumulan en el centro y se convierten en capas como una cebolla, con elementos que se vuelven más claros hacia el exterior de la estrella.
- Una vez que el núcleo de la estrella supera una cierta masa (el límite de Chandrasekhar), la estrella comienza a implosionar (por esta razón, estas supernovas también se conocen como supernovas de colapso del núcleo).
- El núcleo se calienta y se vuelve más denso.
- Finalmente, la implosión rebota del núcleo, expulsando el material estelar al espacio, formando la supernova.
Lo que queda es un objeto ultradenso llamado estrella de neutrones, un objeto del tamaño de una ciudad que puede almacenar la masa del sol en un espacio pequeño.
Hay subcategorías de supernovas de Tipo II, clasificadas en función de sus curvas de luz. La luz de las supernovas Tipo II-L disminuye constantemente después de la explosión, mientras que la luz Tipo II-P se mantiene estable durante un tiempo antes de disminuir. Ambos tipos tienen la firma del hidrógeno en sus espectros.
Las estrellas mucho más masivas que el sol (alrededor de 20 a 30 masas solares) podrían no explotar como una supernova, piensan los astrónomos. En cambio, colapsan para formar agujeros negros.
Supernovas tipo I
Las supernovas tipo I carecen de una firma de hidrógeno en sus espectros de luz.
Generalmente se piensa que las supernovas de tipo Ia se originan a partir de estrellas enanas blancas en un sistema binario cercano. A medida que el gas de la estrella compañera se acumula en la enana blanca, la enana blanca se comprime progresivamente y finalmente desencadena una reacción nuclear desbocada en el interior que finalmente conduce a una explosión de supernova cataclísmica.
Los astrónomos usan las supernovas de tipo Ia como "velas estándar" para medir distancias cósmicas porque se cree que todas brillan con igual brillo en sus picos.
Las supernovas Tipo Ib e Ic también sufren colapso del núcleo al igual que las supernovas Tipo II, pero han perdido la mayoría de sus envolturas externas de hidrógeno. En 2014, los científicos detectaron la estrella compañera débil y difícil de localizar de una supernova Tipo Ib. La búsqueda consumió dos décadas, ya que la estrella compañera brilló mucho más débil que la brillante supernova.
Pillado en el acto
Estudios recientes han encontrado que las supernovas vibran como altavoces gigantes y emiten un zumbido audible antes de explotar.
En 2008, los científicos atraparon una supernova en el acto de explotar por primera vez. Mientras miraba la pantalla de su computadora, la astrónoma Alicia Soderberg esperaba ver la pequeña mancha brillante de una supernova de un mes. Pero lo que ella y su colega vieron fue un extraño y extremadamente brillante estallido de rayos X de cinco minutos.
Con esa observación, se convirtieron en los primeros astrónomos en atrapar una estrella en el acto de explotar. La nueva supernova se denominó SN 2008D. Estudios posteriores han demostrado que la supernova tenía algunas propiedades inusuales.
"Nuestras observaciones y modelos muestran que se trata de un evento bastante inusual, que debe entenderse mejor en términos de un objeto que se encuentra en el límite entre las supernovas normales y los estallidos de rayos gamma", Paolo Mazzali, astrofísico italiano en el Observatorio de Padua y Max- Planck Institute for Astrophysics, dijo a Space.com en una entrevista de 2008.
Informes adicionales de Elizabeth Howell y Nola Taylor Redd, contribuyentes de Space.com
Recursos adicionales
- En la revista Science, los astrónomos discuten "La metamorfosis de Supernova SN 2008D".
- En Astronomía y Astrofísica, los astrónomos colaboraron en un artículo, "Restricciones sobre la emisión de neutrinos de alta energía del SN 2008D".
- Un comunicado de prensa de la NASA de 2008 anuncia la observación de una supernova explotando.
