¿Sabías que algunas estrellas muy masivas cuando mueren no lo hacen de manera sigilosa? Acompáñanos a ver que sucede al final de la vida de las estrellas cuando estallan en grandes explosiones conocidas como supernovas.
¿Qué es una supernova?
Las supernovas son explosiones estelares muy masivas que ocurren al final de la vida de ciertas estrellas. Estos eventos cataclísmicos liberan muchísima energía y arrojan material al espacio a velocidades extremadamente altas.
Las estrellas de neutrones y los agujeros negros son los productos finales de las supernovas. Estas explosiones cósmicas son responsables de aumentar la presencia de elementos pesados en el espacio interestelar que pueden ser utilizados para formar nuevas estrellas y planetas, además de enriquecer el universo con elementos químicos que son esenciales para la vida.
Así pues, las estrellas son unas especies de «fábricas» del universo, las mismas convierten Hidrogeno en elementos más pesados, como el carbono y el nitrógeno, que si te has dado cuenta, son elementos necesarios para la vida. Luego, cuando las estrellas mueren violentamente (explosiones de supernovas) las mismas esparcen todo su material al espacio.
¡Por lo tanto, los átomos que forman los seres vivos, incluidos nosotros mismos, tienen su origen en las explosiones de estrellas masivas, es decir supernovas!
¿Cómo se produce una supernova?
Los dos tipos principales de supernovas son las de Tipo II (gravitatorias) y las de Tipo Ia (termonucleares) a continuación te mostramos las principales diferencias y cuál es el mecanismo por la cual se forma cada una.
Las de tipo II también son conocidas como supernovas de colapso de núcleo; este tipo de supernova se produce cuando una estrella masiva agota su combustible, por lo que es incapaz de seguir generando presión hacia el exterior mediante fusión nuclear para contrarrestar la fuerza de gravedad que constantemente actúa comprimiendo la estrella, por lo que la estrella termina colapsando sobre sí misma por la gravedad.
Esclareciendo un poco más el párrafo anterior, podemos verlo así:
La estrella está en una constante «lucha», la gravedad de la estrella intenta comprimirla y el combustible (hidrógeno y otros elementos pesados) hacen presión hacia el exterior mediante un mecanismo llamado fusión nuclear. Cuando este equilibrio se rompe a favor de la gravedad, la estrella da su «último suspiro» explotando de una forma muy brillante, esto se conoce como una supernova.
Por otro lado, las supernovas de tipo Ia se producen en sistemas estelares binarios, en estos sistemas hay una estrella enana blanca absorbiendo el material de la estrella vecina. Durante la etapa evolutiva de una estrella enana blanca todavía la gravedad sigue intentando comprimirla aún más, sin embargo, su estructura se mantiene siempre y cuando haya una fuerza que actúe hacia fuera para contrarrestar la gravedad, en este caso, ahora dicha fuerza se llama: presión de degeneración de electrones. Esta presión es lo que evita que la estrella colapse aún más bajo su propia gravedad.
Sin embargo, como la enana blanca ahora no puede colapsar por la gravedad debido a la presión de degeneración de electrones, seguirá absorbiendo material de su vecina en el sistema estelar binario, y si supera un límite de masa conocido como límite de Chandrasekhar, su núcleo desencadenará una reacción termonuclear descontrolada, produciendo así una explosión muy brillante y energética expulsando todo su material al espacio en ondas de choque. Es decir, este tipo de estrellas mueren por acumular más material de lo que pueden soportar.
Es importante recalcar que hay otros tipos de supernovas como las de colapso de núcleo asimétricas y las supernovas de Tipo Ib/c que no se tocan en este artículo.
Vida de una estrella
A continuación, te hablaremos de manera general como se forma y muere una estrella. Esto es importante para que podamos entender mejor las supernovas.
Todo comienza en las densas nubes moleculares formadas por gas y polvo, las estrellas nacen ahí. ¿Cómo? La gravedad actúa sobre estas nubes, atrayendo el material hacia el centro y dando lugar a la formación de una protoestrella. A medida que la protoestrella se contrae, su temperatura y presión aumentan hasta que se inicia la fusión nuclear en su núcleo, convirtiéndose así en una estrella.
Durante su etapa principal, las estrellas generan energía a través de un proceso llamado fusión nuclear, los núcleos de hidrógeno se combinan para formar núcleos de helio. Esta reacción libera una gran cantidad de energía, que equilibra la fuerza gravitatoria que intenta constantemente colapsar la estrella.
A medida que una estrella agota su combustible principal, el hidrógeno, entonces, comienza a fusionar elementos más pesados, como helio, carbono, oxígeno, y así sucesivamente, hasta que va agotando cada uno y va muriendo lentamente. Sin embargo, no todas las estrellas están destinadas a terminar en supernovas. Hay unas que se enfrían quedando como enanas blancas. ¡Veamos a continuación!
La masa en la evolución de las estrellas toman un papel relevante. Así, las estrella de baja y mediana masa, como nuestro Sol, eventualmente tienden a expandirse hasta convertirse en gigantes rojas y al final por su propio peso se transformarán en enanas blancas, arrojando todas sus capas externas al espacio y formando una nebulosa alrededor de ellas.
Por otro lado, en el caso de estrellas muy masivas, después de agotar su combustible nuclear, pueden experimentar una gran explosión llamada supernova. Durante una supernova, la estrella expulsa la mayor parte de su material al espacio y puede liberar una cantidad de energía equivalente a miles de millones de soles. Dependiendo de la masa remanente del núcleo estelar, este puede colapsar y convertirse en una estrella muy densa y compacta llamada, estrella de neutrones o ¡convertirse en un agujero negro!
Aquí te explicamos más acerca de los agujeros negros:
Papel de las supernovas en el universo
Las estrellas son responsables de la producción de los elementos químicos fundamentales en nuestro universo. Dentro de sus núcleos, las estrellas transforman elementos simples como el hidrógeno en elementos pesados. Estos elementos más pesados, como el carbono y el nitrógeno, son cruciales para la existencia de la vida.
Cuando una estrella muere en forma de supernova genera y dispersa elementos químicos pesados en el cosmos. Cuando se produce una supernova, hay intensas temperaturas y presiones extremas que permiten la síntesis de elementos más pesados que el hierro, como el oro, el uranio y el platino. Estos elementos son liberados al espacio en forma de ondas de choque que cuando alcanzan otras nubes de gas y polvo, las comprimen dando origen a nuevas estrellas y sistemas planetarios, incluido nuestro propio planeta.
Ya ves, que la formación de elementos más pesados a través de las supernovas es fundamental para la existencia de la vida tal como la conocemos, estos elementos ayudan a la formación de planetas rocosos, la química orgánica y la evolución de la vida misma. ¡Es por eso que decimos que nuestros cuerpos contienen restos de las supernovas!
De interés:
Algunas supernovas conocidas
A continuación, les presentamos algunas supernovas registradas.
Es importante acotar que las fechas señalan el momento en que fueron observadas por algún astrónomo o personas curiosas en la Tierra. Sin embargo, las explosiones ocurrieron hace miles o millones de años, es decir, la luz que estamos observando en la actualidad es la luz que fue emitida por alguna supernova hace millones de años, ¡estamos viendo el pasado!
La Supernova SN 1054
La Supernova SN 1054: Fue una explosión estelar observada en el año 1054 que generó la nebulosa del Cangrejo. Su observación proporcionó información valiosa sobre las supernovas y fue fundamental para el descubrimiento de los púlsares. En su centro hay una estrella de neutrones, específicamente un pulsar, llamado pulsar del Cangrejo (o PSR B0531+21).
SN 1604: también conocida como la supernova de Kepler
La Supernova de Kepler (SN 1604): Fue observada por el astrónomo Johannes Kepler en 1604. Pudo ser observada directamente sin la ayuda de telescopios. Desde la supernova de Kepler en 1604, no se ha observado ninguna otra supernova en nuestra galaxia, la Vía Láctea, a simple vista.
Cassiopeia A (CAs A)
Cassiopea A (Cas A): es un remanente de supernova que está ubicado en la constelación de Cassiopea a 11 000 años luz de la Tierra. La luz de la explosión viajó por el espacio alrededor de 11 000 años hasta que fue detectada en la Tierra aproximadamente hace unos 340 años (Aprox. año 1680). Cas A es uno de los remanentes más estudiados debido a su relativa juventud y es la fuente de radio más fuerte más allá de nuestro sistema solar.
SNR G299.2-02.9: Remanente de una supernova
El SNR G299.2-02.9: es un remanente de supernova que se encuentra en la constelación Musca y está en la Vía Láctea. Dicho remanente fue producto de una supernova de Tipo Ia. Se encuentra a una distancia de aprox.16 000 años luz de la Tierra.
Video de una supernova
En el siguiente video podrás visualizar una representación de como se ve una estrella que explota en una supernova. La supernova se llama: supernova 2018gv y es de tipo II.
Tuvo lugar en la galaxia espiral NGC 2525, que está ubicada a 70 millones de años luz de distancia en la constelación austral de Puppis. La luz de esta supernova ha recorrido millones de años hasta que nuestros telescopios la pudieron captar en 2018. Algo importante de señalar es que, el Hubble no registró la explosión inicial en enero de 2018, pero durante casi un año tomó fotos consecutivas, de 2018 a 2019, que se unieron en una secuencia de lapso de tiempo.
Hasta aquí el artículo de hoy, esperamos que haya sido de tu agrado y nos vemos en el próximo con mucha más ciencia. Nos pueden dejar sus comentarios abajo. ¡Saludos!
Resumen
-Las supernovas son eventos extremadamente energéticos y espectaculares que ocurren al final de la vida de estrellas masivas.
-Hay supernovas que se producen por el colapso del núcleo de una estrella cuando agota su combustible (colapsa por su propia gravedad). Y las hay cuando en un sistema binario estelar una estrella enana blanca absorbe el material de su compañera hasta desencadenar una fusión nuclear descontrolada y explota.
-Las explosiones de supernovas expulsan las capas exteriores de las estrellas, estos residuos estelares en expansión se denominan remanentes y pueden tener o no un objeto compacto en su interior. Dicho remanente terminará por diluirse en el espacio durante millones de años.
Referencias
NASA.(2021). ¿Qué es una supernova? Recuperado de: https://spaceplace.nasa.gov/supernova/sp/
NASA. (2020). Hubble observa cómo una estrella explosiva se desvanece en el olvido. Recuperado de: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-watches-exploding-star-fade-into-oblivion
Baker, J. (2011). 50 cosas que hay que saber sobre el universo. Editorial Ariel
