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EL FIN DE LAS ESTRELLAS MASIVAS

Una supernova

 

Supernovas y estrellas de neutrones
Una supergigante
Una supernova
Nucleosíntesis estelar
Una estrella de neutrones
Un púlsar
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Las fuentes de rayos X
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El origen de las explosiones de rayos gamma

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La relatividad restringida
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Los agujeros negros
Un agujero negro
El espacio-tiempo alrededor de un agujero negro
Un agujero negro histórico: Cygnus X-1

 

 

 

 

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Imagen que ofrece una fotografía del sol en rayos x. Crédito: NASA Goddard Laboratory for Atmospheres

 

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Visión artística de un agujero negro con disco de acreción. Crédito: Jörn Wilms (Tübingen) et al.; ESA

Una supernova

Si el núcleo de hierro en el centro de una supergigante es incapaz de producir energía por reacciones nucleares, debe crearla por contracción, transformando su energía gravitacional. Es, pues, un colapso final que comienza del conjunto de la estrella.

Como veremos más adelante, la estrella va entonces a sufrir un conjunto de reacciones que van a transformar toda la materia de su núcleo en neutrones. Estas partículas dan origen a una nueva presión de degeneración que detiene la contracción del núcleo y vuelve éste muy rígido.

Pero otras capas de la estrella siempre están colapsándose. Alcanzan la superficie del núcleo irreducible, se estrellan allí muy violentamente y rebotan. Aparece entonces una formidable onda de choque que va a alejarse del núcleo estelar y barrerlo todo a su paso.

La envoltura de la estrella está completamente hinchada. Su materia es eyectada hacia el medio interestelar a velocidades de varios miles de kilómetros por segundo. A causa de la increíble cantidad de energía liberada, la estrella se pone a brillar como 200 millones de soles, a veces tanto como una galaxia entera. Una supernova acaba de nacer.

 

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La nebulosa del cangrejo (Messier 1) a 6000 años-luz. Se trata del residuo de una explosión de supernova observada desde la Tierra en 1054. En el centro se encuentra una estrella de neutrones que gira sobre sí misma 30 veces por segundo. Crédito: ESO

Supernovas históricas

Una estrella que se pone a brillar tanto como una galaxia, eso, evidentemente, no pasa inadvertido. Una supernova que estallara en la cercanía del Sol tendría una luminosidad aparente tan grande que sería visible en pleno día. Así, la historia de la astronomía guarda el rastro de una decena de supernovas históricas registradas, la primera mención remontando al año 185 de nuestra era en los anales chinos.

En particular, los Chinos observaron en 1054, en la constelación de Taurus, una supernova que quedó visible a pleno día durante tres semanas. En el lugar preciso que indican, se encuentra hoy la nebulosa del Cangrejo, una nube de gas y polvo situada a 6000 años-luz del Sol y formada por los restos de la envoltura desgarrada por la supernova de 1054.

Es en las regiones asiáticas que se encuentran los rastros históricos más antiguos. Los europeos, que probablemente observaron estos mismos fenómenos, prefirieron cerrar los ojos sobre las apariciones que que ponían en entredicho la inmutabilidad de los cielos predicada por Aristóteles. Las dos primeras supernovas oficialmente observadas en Occidente fueron las de Tycho Brahe en 1572 y Johannes Kepler en 1604.

 

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El residuo de la supernova observada por Tycho Brahe en 1572. Esta imagen ha sido tomada en el 2000 por el satélite XMM-Newton en los rayos X. Crédito: ESA / XMM-Newton / MPIEP Garching

Estas dos supernovas históricas desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la astronomía, ya que aparecieron en una época cuando los espíritus estaban más abiertos. Mostraron a los astrónomos de la época que los cielos no eran inmutables, y que la distinción entre el mundo sublunar (que está debajo de la Luna) y los cuerpos celestes era sólo pura fantasía. Desde esta época, han sido observadas cerca de un millar de supernovas.

Dos tipos de supernovas

Tengamos en cuenta que todas las supernovas no se explican por el colapso de una estrella masiva. Algunas se producen por razones un poco diferentes, en el seno de una estrella binaria. Es, por ejemplo, el caso en una pareja estelar compuesto de una enana blanca y una estrella gigante.

Si las dos estrellas de la pareja están suficientemente cercanas, la gigante puede perder sus capas externas, que son transferidas hacia la enana y crean un disco de acreción en torno ella. Este disco va poco a poco a abastecer a la enana de masa hasta hacerla superar el límite de Chandrasekhar. La enana no puede resistir más a la gravedad y comienza a colapsar. Esto causa la ignición de la estrella; luego, a causa de la naturaleza particular de las enanas blancas, conduce a la explosión y desintegración del astro.

El resultado es finalmente una formidable explosión y un aumento muy fuerte de la luminosidad. Observado de lejos, el fenómeno es muy similar al que acompaña al colapso de una estrella masiva. Para hacer la distinción, la llamamos entonces supernova de tipo I, por oposición a las de tipo II que son el fruto de un colapso clásico.

Atención en no confundir este tipo de supernova con una nova, que es sólo una explosión en la superficie de una enana blanca, un fenómeno mucho menos poderoso y destructor.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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