¿Qué hace tan especial a una supernova?

Rose City Astronomers

Como sabréis, la supernova más cercana a nosotros en el último cuarto de siglo se ha ido hace poco, brillando débilmente, pero relativamente cerca en la galaxia del Molinete (conocida como Messier 101 o NGC 5457). Pero qué diferencia hay entre una supernova y una nova. Empecemos con los 7 tipos de estrellas.


Cuando nace una estrella, está hecha casi exclusivamente (más de un 98%) de hidrógeno y helio. Las de menor masa con las rojas, frías y longevas. Las de mayor masa son azules, calientes y con una vida corta.

El Sol es una estrella de tipo G, encontrándose en un término medio en cuanto a masa, color, temperatura y duración de su vida. Aunque cuando se quede sin combustible, hará lo que hacen todas las estrellas: expulsar sus capas exteriores mientras el núcleo se contrae para formar una enana blanca

¿Pero que es una enana blanca? Podéis verla en la imagen inferior junto a la estrella de tipo A, Sirio, la estrella más brillante de nuestro cielo.

Las enanas blancas pueden ser del mismo color, temperatura y casi de la misma masa que las estrellas que (hasta un 70%) que las estrellas que le dieron origen. Sin embargo, son como 10.000 veces menos brillantes y un millón de veces más pequeña.

Hechas de átomos condensados debido a la gran atracción gravitatoria, aunque sin fusiones nucleares en el núcleo. Las enanas blancas pueden tener tanta masa como el Sol, pero el mismo tamaño que la Tierra, haciéndolas 3000 veces más densas que nuestro planeta.


Ahora en nuestro Sistema Solar solo hay una estrella, pero como en el ejemplo de Sirio, hay muchos sistemas binarios, o ternarios, con una estrella compañera relativamente cerca. Cuando una enana blanca vive en un sistema binario con una estrella relativamente cercana, puede comenzar a extraer debido a la gravedad parte de la masa de la compañera más grande y menos densa.


A diferencia de la propia enana blanca, que está hecha de elementos pesados como carbono, nitrógeno y oxígeno, (así como neón, silicio, azufre, entre otros) la masa robada casi siempre contienen cantidades ingentes de hidrógeno, el combustible nuclear que usan las estrellas normales para obtener su energía.

Y aunque generalmente tardan miles de años para tener el suficiente hidrógeno para que ocurra la fusión, en nuestra galaxia hay multitud de ejemplos. Esto es lo que se conoce como nova.

La nova emite un gran destello de corta duración. Después de esto, la enana blanca puede seguir obteniendo hidrógeno de la estrella compañera y repetir el mismo fenómeno.

Sin embargo, algunas de esas enanas blancas nacen con mucha masa, muchas incluso excediendo la masa del Sol. Cuando añades más y más masa a una enana blanca, ocurre algo que va contra la intuición.

Cuanta más masa tiene una enana blanca, más pequeña es. Los átomos de la estrella son lo único que evita el colapso gravitatorio, y a medida que se agrega más masa, se comprimen para ocupar un volumen más reducido.  Existen dos teorías sobre cómo adquieren su masa: una gradual y otra espontánea.

En algún punto crítico, el núcleo y los electrones están tan comprimidos a nivel atómico que la estructura comienza a tambalearse. Cuando la enana blanca gana tanta masa que excede en un 138% la del Sol, sucede algo extraordinario.

Los átomos del núcleo de la estrella dejan de sostener a la enana blanca debido a la tremenda fuerza de la gravedad. La enana blanca es completamente destruida y el interior se "derrumba" para formar un agujero negro donde nada puede escapar. Este proceso, aunque dure unos segundos, se traduce en una liberación increíble de energía en las capas externas.

Y las capas externas se calientan enormemente, se expanden increíblemente rápido y se esparcen por el espacio a años-luz. Esto es una supernova, concretamente, una supernova tipo I, el mismo tipo que puede que vieras en la galaxia del Molinete, y la famosa supernova de 1572.


Esta es una manera - la forma lenta - para hacer una supernova. Pero existe otra mucho más rápida y que es muy común: estrellas masivas, azules y calientes con una vida corta. Estas pueden quemar su combustible 10.000 veces más rápido que el Sol. Primero fusiona el hidrógeno en helio, luego este en carbono, de esta manera, por capas, hasta llegar al hierro, que no puede ser fusionado, en su núcleo.


Cuando el combustible de su núcleo se agota, pasa lo mismo que con las enanas blancas. Sin la fusión, su núcleo se colapsa ante la gran fuerza de la gravedad, produciendo una supernova de tipo II. A diferencia de las anteriormente mencionadas, estas supernovas a veces se transforman en un único y gigantesco núcleo atómico conocida como estrella de neutrones. Aunque son aproximadamente de la misma masa que el Sol (algunas dos o tres veces más masivas), solo tienen unos cuantos kilómetros de diámetro. Algunas de esas estrellas de neutrones rotan rápidamente emitiendo grandes cantidades de radiación; esas estrellas de neutrones se conocen como púlsares, como el que quedó en la explosión en 1054 que creó la Nebulosa del Cangrejo.



Incluso si no las ves con su máximo brillo, la luz emitida por estas supernovas permanece durante semanas, o en el caso de las tipo II, durante meses.

A diferencia de una nova, una supernova destruye completamente la estrella y su brillo máximo puede ser tan luminoso que puede eclipsar a toda una galaxia.

Cuando ves una supernova, estás viendo la culminación de la vida de una estrella que ha agotado el combustible de su núcleo. Algunas (las de tipo I) tardan miles de millones de años en formarse, y lo hacen tras convertirse en enanas blancas, mientras otras (las de tipo II) lo hacen unos pocos millones.

Entonces, ¿qué hace tan estupenda a una supernova? Intenta vivir diez mil millones de años y explotar con una fuerza tan increíble que deslumbres a toda una galaxia.

Fuente: Start with a bang!