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ASTRONOMÍA. Supernovas: explosiones catastróficas de estrellas gigantes

 

Esto es lo que queda cuando una estrella masiva explota como supernova. El Telescopio Espacial Hubble capturó esta imagen de la Nebulosa del Cangrejo, un remanente de supernova a más de 6.000 años luz de la Tierra. NASA

Las supernovas son las cosas más destructivas que le pueden pasar a las estrellas más masivas que el Sol. Cuando ocurren estas catastróficas explosiones, liberan suficiente luz para eclipsar la galaxia donde existía la estrella. ¡Esa es una gran cantidad  de energía que se libera en forma de luz visible y otras radiaciones! También pueden hacer estallar la estrella.

Hay dos tipos conocidos de supernovas. Cada tipo tiene sus propias características y dinámicas particulares. Echemos un vistazo a qué son las supernovas y cómo se producen en la galaxia. 

Supernovas Tipo I

Para comprender una supernova, es importante saber algunas cosas sobre las estrellas. Pasan la mayor parte de sus vidas atravesando un período de actividad llamado estar en la secuencia principalComienza cuando la fusión nuclear se enciende en el núcleo estelar y termina cuando la estrella ha agotado el hidrógeno necesario para mantener esa fusión y comienza a fusionar elementos más pesados.

Una vez que una estrella abandona la secuencia principal, su masa determina lo que sucede a continuación. Para las supernovas de tipo I, que ocurren en sistemas estelares binarios, las estrellas que tienen aproximadamente 1,4 veces la masa de nuestro Sol pasan por varias fases. Pasan de fusionar hidrógeno a fusionar helio. En ese punto, el núcleo de la estrella no está a una temperatura lo suficientemente alta como para fusionar el carbono, por lo que entra en una fase súper gigante roja. 

La envoltura exterior de la estrella se disipa lentamente en el medio circundante y deja una enana blanca (el núcleo de carbono / oxígeno remanente de la estrella original) en el centro de una nebulosa planetaria.

Básicamente, la enana blanca tiene una fuerte atracción gravitacional que atrae material de su compañera. Ese "material estelar" se acumula en un disco alrededor de la enana blanca, conocido como disco de acreción. A medida que el material se acumula, cae sobre la estrella. Eso aumenta la masa de la enana blanca. Finalmente, a medida que la masa aumenta a aproximadamente 1,38 veces la masa de nuestro Sol, la estrella entra en erupción en una violenta explosión conocida como supernova de Tipo I.

Hay algunas variaciones sobre este tema, como la fusión de dos enanas blancas (en lugar de la acumulación de material de una estrella de la secuencia principal sobre su compañera enana).

Supernovas Tipo II

A diferencia de las supernovas de tipo I, las supernovas de tipo II ocurren en estrellas muy masivas. Cuando uno de estos monstruos llega al final de su vida, las cosas van rápido. Mientras que las estrellas como nuestro Sol no tendrán suficiente energía en sus núcleos para sostener la fusión más allá del carbono, las estrellas más grandes (más de ocho veces la masa de nuestro Sol) eventualmente fusionarán elementos hasta llegar al hierro en el núcleo. La fusión de hierro requiere más energía de la que la estrella tiene disponible. Una vez que una estrella así intenta fundir hierro, es inevitable un final catastrófico.

Una vez que cesa la fusión en el núcleo, el núcleo se contraerá debido a la inmensa gravedad y la parte exterior de la estrella "cae" sobre el núcleo y rebota para crear una explosión masiva. Dependiendo de la masa del núcleo, se convertirá en una estrella de neutrones o en un agujero negro.

Si la masa del núcleo está entre 1,4 y 3,0 veces la masa del Sol, el núcleo se convertirá en una estrella de neutrones. Esto es simplemente una gran bola de neutrones, empaquetados muy juntos por la gravedad. Ocurre cuando el núcleo se contrae y se somete a un proceso conocido como neutronización. Ahí es donde los protones del núcleo chocan con electrones de muy alta energía para crear neutrones. 

Cuando esto sucede, el núcleo se endurece y envía ondas de choque a través del material que cae sobre el núcleo. El material exterior de la estrella luego se expulsa al medio circundante creando la supernova. Todo esto sucede muy rápido.

Creando un agujero negro estelar

Si la masa del núcleo de la estrella moribunda es mayor de tres a cinco veces la masa del Sol, entonces el núcleo no podrá soportar su propia inmensa gravedad y colapsará en un agujero negro. Este proceso también creará ondas de choque que impulsan el material hacia el medio circundante, creando el mismo tipo de supernova que el tipo de explosión que crea una estrella de neutrones.

En cualquier caso, ya sea que se cree una estrella de neutrones o un agujero negro, el núcleo queda como un remanente de la explosión. El resto de la estrella es expulsada al espacio, sembrando el espacio cercano (y nebulosas) con elementos pesados ​​necesarios para la formación de otras estrellas y planetas. 

Conclusiones clave

  • Las supernovas vienen en dos sabores: Tipo 1 y Tipo II (con subtipos como Ia y IIa). 
  • Una explosión de supernova a menudo destruye una estrella, dejando un núcleo masivo.
  • Algunas explosiones de supernovas dan como resultado la creación de agujeros negros de masa estelar. 
  • Las estrellas como el Sol NO mueren como supernovas. 

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