Identificar una supernova es un acontecimiento que los astrónomos suelen celebrar con entusiasmo. Y no es para menos si tenemos en cuenta que es uno de los sucesos más violentos con los que podemos toparnos en el cosmos. Conocerlas mejor es muy importante porque puede ayudarnos a entender con más precisión cómo son las últimas etapas de la vida de las estrellas masivas, y también los mecanismos que explican cómo el material originado por la síntesis estelar puede dar lugar a nuevos sistemas estelares.
Las herramientas matemáticas que manejan los astrofísicos actualmente describen las supernovas como el resultado inevitable del agotamiento de los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en el núcleo de las estrellas masivas. Durante la etapa que se conoce como secuencia principal las estrellas obtienen su energía de la fusión de los núcleos de hidrógeno. A medida que se va consumiendo este elemento químico la estrella comienza a producir núcleos de helio, y, como es lógico, su composición comienza a evolucionar.
Durante este proceso se libera una enorme cantidad de energía y la estrella se ve obligada a reajustarse continuamente para mantener el equilibrio hidrostático, un fenómeno que es el resultado de la coexistencia de dos fuerzas opuestas capaces de compensarse. Una de ellas es la contracción gravitacional, que comprime la materia de la estrella, apretándola sin descanso. Y la otra es la presión de radiación y de los gases, que es el fruto de la ignición del horno nuclear y que intenta que la estrella se expanda.
‘Teleios’ es la supernova perfecta
Si la estrella es lo suficientemente masiva comenzará a consumir sus reservas de helio y producirá nuevos núcleos de carbono, manteniendo en todo momento el equilibrio hidrostático del que hemos hablado. Y si la estrella tiene la masa suficiente no se detendrá en la producción de carbono. Cuando este elemento se agote en el núcleo este se reajustará, comprimiéndose e incrementando una vez más su temperatura para frenar el colapso gravitacional.
A partir de este instante los núcleos de carbono entrarán en ignición mediante procesos de fusión nuclear y comenzará la producción de elementos químicos aún más pesados. Mientras en el núcleo de la estrella se está llevando a cabo la fusión del carbono, en la capa inmediatamente superior se mantiene la ignición del helio. Y por encima de esta, del hidrógeno.
El núcleo de hierro se contrae súbitamente bajo la enorme presión que ejercen sobre él todas las capas de material que tiene por encima
Durante la nucleosíntesis estelar las estrellas adquieren una estructura en forma de capas similar a la de una cebolla. En el núcleo reside el elemento más pesado, y a partir de ahí vamos ascendiendo por capas encontrándonos cada vez elementos más ligeros. Si la estrella ha acumulado la masa suficiente llegará un momento en el que el núcleo estará constituido esencialmente por hierro, y de este elemento químico no es posible obtener más energía mediante procesos de fusión nuclear.
En ese momento la presión de radiación y de los gases no es suficiente para contrarrestar la contracción gravitacional, por lo que el núcleo de hierro se contrae súbitamente bajo la enorme presión que ejercen sobre él todas las capas de material que tiene por encima. La estrella ha perdido el equilibrio hidrostático. En este instante toda esa materia pierde el soporte que ejercía el núcleo, que ahora es mucho más compacto, y cae sobre él con una velocidad enorme.
Cuando todo ese material de la estrella toca la superficie del núcleo se produce un efecto rebote que provoca que salga despedido con una energía descomunal hacia el medio estelar, quedando diseminado. Acaba de producirse una supernova. Algunas de ellas son tan energéticas que durante unos pocos segundos emiten más luz que toda la galaxia que las contiene. Probablemente esto fue lo que le sucedió a ‘Teleios’, el remanente de una supernova descubierto recientemente por un equipo de astrónomos de la Universidad de Sidney (Australia).
El remanente no es más que el material que queda diseminado en una región del espacio después de la producción de una supernova
En el ámbito de las supernovas el remanente no es más que el material que queda diseminado en una región del espacio después de la producción de una supernova. Habitualmente adquiere la forma de una burbuja en expansión en la que es posible identificar una región externa y brillante en la que se produce la onda de choque y una sección interior difusa constituida por gas y polvo más denso y frío. La imagen que publicamos en la portada de este artículo recrea una supernova de la forma más fidedigna posible, y en ella podemos observar con claridad las dos regiones en las que acabamos de indagar.
Los astrónomos de la Universidad de Sidney han identificado el remanente ‘Teleios’ utilizando el telescopio australiano ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), y se han dado cuenta de algo muy interesante: su geometría es casi perfectamente circular. Es muy inusual que el material que queda después de la producción de una supernova adquiera una geometría tan perfecta. Aunque estos astrofísicos barajan varios escenarios que podrían explicar esta morfología, en su artículo científico proponen llevar a cabo más observaciones para determinar por qué ‘Teleios’ es tan diferente a otros remanentes.
La identificación de las condiciones que han dado lugar a este objeto cósmico puede ayudar a los cosmólogos a entender mejor qué sucede durante la producción de una supernova y qué parámetros delimitan la evolución del remanente que permanecerá en el espacio mucho tiempo después de que se produzca esta gran explosión. De hecho, estos astrofísicos australianos han estimado que ‘Teleios’ se encuentra a una distancia de entre 7.170 y 25.100 años luz.
Imagen | Generada por Xataka con DALL-E
Más información | arXiv
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La noticia
En el apasionante mundo de las supernovas esta recién descubierta tiene algo único: su forma es perfecta
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Juan Carlos López
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