Spernova Tycho

Pulse aquí si desea leer esta página en inglés

Las supernovas son el resultado de la explosión de una estrella.

La imagen de la portada muestra el remanente de la supernova de Tycho Brahe, como se ve en la luz de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra, en 2008.

Las supernovas aparecen como estrellas brillantes

En noviembre de 1572, apareció una estrella muy brillante en la constelación de Casiopea.

Casiopea se representa como una reina sentada en un trono, a veces sosteniendo un espejo o una hoja de palma.

La estrella comenzó como una luz pequeña, apenas visible. Creció rápidamente en intensidad, hasta convertirse en una luminaria que eclipsó al resto de las estrellas en su constelación. Más brillante que Venus y claramente observable a plena luz del día.

Tycho Brahe pudo observarla e intentó calcular con sus instrumentos la distancia, que encontró infinita, y que estaba más allá de sus posibilidades de medición.

Ahora sabemos que esta supernova explotó a 7.500 años luz de la Tierra; el destello de la explosión tardó todos esos años en llegar a nuestro planeta.

Esto significa que cuando Tycho Brahe y todos los demás vieron el nacimiento de esta estrella, ya habían pasado 7.500 años desde que ocurrió.

Existe evidencia documental de que en el mismo año, 1572, astrónomos chinos y coreanos se sorprendieron al encontrar una nueva estrella en la constelación de Casiopea.

En el sitio de la supernova SN 1572, se puede ver hoy una gigantesca nebulosa de gas que se expande a varios miles de kilómetros por segundo.

Este gas, que todavía está a varios millones de grados, también es una fuente intensa de emisión de rayos X.

Cuando una estrella colapsa

La evolución de una estrella depende de su masa. Las estrellas pierden masa continuamente y en las últimas fases de su vida la pierden mucho más intensamente y pueden terminar con una masa final mucho menor que la original.

Cuando la masa disminuye a un cierto nivel y la estrella no fusiona material, entra en un proceso degenerativo que hace que colapse sobre sí misma, debido a la gravedad.

Dependiendo de su masa, la estrella puede convertirse en una enana blanca, una estrella de neutrones, un agujero negro o explotar y transformarse en una supernova.

Si la masa colapsada fuera superior a 200 masas solares, la presión de la fusión del núcleo haría que la estrella explotara violentamente.

El equilibrio entre ambas fuerzas, hace que las estrellas que vemos en el cielo sean como las conocemos.

Supernova estalla. Las supernovas
Supernova NGC 2440. Crédito: web “spaceplace.nasa.gov”

La estrella morirá cuando se agote el hidrógeno de su núcleo, lo que hará que la gravedad ya no tenga nada que pueda evitar el colapso de la estrella.

Tycho Brahe vio lo que hoy conocemos como la explosión de una supernova, un evento cataclísmico que ocurre cuando una enana blanca comienza a crecer, hasta que su masa llega a ser 1,44 veces la masa del Sol.

 Las supernovas
La nebulosa NGC 2440, a 4.000 años luz de la Tierra. Crédito: web “hyperphysics.phy-astr.gsn.edu”

La supernova NGC 2440 fue  creada por una estrella similar al Sol, en las últimas etapas de su vida.

Ha expulsado sus capas externas que ahora forman un capullo alrededor del núcleo estelar. El material brilla debido a la luz ultravioleta que proviene de la estrella.

El punto blanco cerca del centro es una enana blanca y era el núcleo de la estrella.

En ese momento, se produce una explosión interna que arroja el material de la estrella en todas direcciones a inmensas velocidades.

En la imagen, puede ver la ubicación de la onda de choque de la explosión, como una esfera azul de electrones.

El polvo sintetizado tras la explosión, y el polvo que ya existía y que ha sido calentado por el evento, irradian una longitud de onda de 24 micrones (representada en rojo).

Las estrellas del fondo y del frente son blancas.

Novas y supernovas

Estos fenómenos se denominaron inicialmente stellae novae, “nuevas estrellas” o simplemente novas.

Con el tiempo, las menos luminosas continuaron llamándose novas, mientras que a las más luminosas se les agregó el prefijo “super”.

La aparición de supernovas produce destellos de luz extremadamente intensos, que pueden durar desde varias semanas hasta varios meses.

Se caracterizan por un rápido aumento de intensidad hasta alcanzar un máximo, para luego disminuir de brillo más o menos suavemente hasta desaparecer por completo.

Los descubrimientos de supernovas se informan a la Unión Astronómica Internacional, que distribuye una circular con el nombre recién asignado.

El nombre está formado por el año del descubrimiento y la designación de una o dos letras. Las primeras 26 supernovas del año, tienen letras de la A a la Z (por ejemplo, Supernova 1987A).

Supernovas vistas desde la Tierra en tiempos históricos

Las fechas indican cuándo se observaron. En realidad, las explosiones ocurrieron mucho antes, ya que su luz tardó cientos o miles de años en llegar a la Tierra.

  • Año 185 – SN 185 – referencias en China. El análisis de los datos de rayos X del observatorio Chandra sugiere que los restos de la supernova RCW 86 corresponden a este evento histórico.
  • Año 1006 – SN 1006 – Supernova muy brillante; referencias encontradas en Egipto, Irak, Italia, Suiza, China, Japón, Francia y Siria.
  • Año 1054 – SN 1054 – Fue el que originó la actual Nebulosa del Cangrejo, a la que se refieren los astrónomos chinos.
  • Año 1181 – SN 1181 – Astrónomos chinos y japoneses lo informan. La supernova explotó en Cassiopeia, dejando a la estrella de neutrones 3C 58 como remanente.

Clasificación de supernovas

La clasificación de las supernovas se basa en agruparlas según las líneas de absorción de diferentes elementos químicos que aparecen en sus espectros.

La primera clave para la división es la presencia o ausencia de hidrógeno.

Si el espectro de una supernova no contiene una línea de hidrógeno, se clasifica como tipo I; de lo contrario, si contiene una línea de hidrógeno, se clasifica como tipo II.

Dentro de estos dos grupos principales también existen subdivisiones, según la presencia de líneas correspondientes a otros elementos químicos, como el silicio y el helio.

Hay supernovas de tipo I que carecen de helio y, en cambio, tienen una línea de silicio en el espectro. Son las más poderosas y, en ocasiones, su brillo es varias veces superior al de la galaxia de donde nacen.

Supernova 1994.  Las supernovas
Imagen de la supernova 1994D en la galaxia NGC 4526. La supernova es el punto brillante en la parte inferior izquierda. Crédito: NASA / ESA

La teoría más aceptada sobre este tipo de supernovas, sugiere que se generan en un sistema binario formado por una enana blanca y una gigante roja.

La enana blanca de carbono-oxígeno absorbe a su estrella compañera, la gigante roja, que tiene una envoltura exterior compuesta básicamente de hidrógeno y helio.

El colapso de una estrella enana

La estrella enana agrega gran parte de la masa del gigante rojo a su masa.

Cuando la masa de la enana blanca alcanza el límite de Chandrasekhar (1,44 veces la masa del Sol), el aumento de la presión interna producido por el aumento de la gravedad desencadena el colapso de la estrella. Las temperaturas interiores se disparan hasta que se inicia la fusión del carbono. en su centro.

Esta ignición comienza en el centro y se propaga rápidamente por todo el volumen de la estrella, hasta sus capas externas.

La cantidad de carbono que se quema durante la explosión en unos pocos segundos, es comparable a la que se quema en una estrella normal durante siglos.

La enorme energía liberada produce una potente onda de choque que destruye la estrella, expulsando toda su masa a velocidades de alrededor de 10.000 km / seg y provocando un aumento extremo de luminosidad.

Restos después de la explosión de una estrella enana

Por lo general, no hay rastros de la estrella que causó el cataclismo, sino sólo restos de gas y polvo sobrecalentados, que se están expandiendo rápidamente.

Si la estrella vecina logra sobrevivir a la detonación, al no estar sometida a la fuerza de atracción de la estrella destruida, experimenta un cambio en su trayectoria y se dispara en la dirección que estaba siguiendo en el momento de la explosión.

Estas estrellas fugitivas pueden detectarse a medida que adquieren velocidades mucho mayores que su entorno.

Supernova kepler
Restos de la supernova Kepler SN1604.  Crédito: NASA

Esta imagen muestra el remanente de la supernova de Kepler, la famosa explosión que fue descubierta por Johannes Kepler en 1604.

Los colores rojo, verde y azul muestran rayos X de baja, intermedia y alta energía observados con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. El campo de estrellas es del Digital Sky Survey.

Esta fue una explosión termonuclear de una estrella enana blanca. Estas supernovas son importantes marcadores de distancia cósmica, para rastrear la expansión acelerada del Universo.

También puede haber una supernova generada por la fusión de dos enanas blancas del mismo sistema binario, que juntas pueden exceder la masa de Chandrasekhar.

Esto se debe a que dos enanas blancas giratorias emiten ondas gravitacionales y, con el tiempo, sus órbitas se acercan y aceleran, lo que a su vez acelera la emisión de ondas y retroalimenta el proceso.

Puede llegar un momento en que una de las dos enanas (la menos masiva), se desintegre y forme un toro (cuerpo con forma similar a una rosquilla) alrededor de la otra estrella. Luego, el material del disco comienza a caer a la superficie.

Algunas supernovas destacadas

1604 – SN 1604 – Supernova en Ophiuchus, observada por Johannes Kepler; es la última supernova descubierta en la Vía Láctea.

Galileo usó la supernova SN 1604 como prueba contra la creencia prevaleciente en ese momento de que el cielo era inmutable.

1885 – SN 1805 – Supernova de Andrómeda, en la Galaxia de Andrómeda, descubierta por Ernst Hartwig.

1987 – Supernova 1987A – fuera de la Nebulosa Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes.

Sppernova
Restos de la supernova  SN1604. Crédito: NASA

Se pudo observar unas horas después de su aparición, el 23 de febrero de 1987. (Se encuentra a 168.000 años luz de la Tierra).

Fue la primera oportunidad de probar, a través de observaciones directas, teorías modernas sobre la formación de supernovas.

Cassiopeia A: supernova en Cassiopeia, no observada en el momento de su aparición, pero se estima que sucedió hace unos 300 años. Es el remanente más brillante de la banda de radio. Está a 11.000 años luz de distancia.

2005 – SN 2005ap – Esta supernova de tipo II es, con mucho, la más brillante jamás observada. Se volvió hasta ocho veces más brillante que la Vía Láctea. Esto hace que supere al SN 2006gy casi dos veces.

2006 – La NASA informó que el Observatorio Chandra (rayos X) había registrado una explosión estelar extraordinariamente grande y brillante, la más brillante detectada hasta la fecha.

Está ubicada en el núcleo de la galaxia NGC 1260 y a unos 240 millones de años luz de la Tierra. Fue nombrada SN 2006gy.

SN 2006gy es la segunda supernova más grande que se ha observado hasta la fecha, cinco veces más luminosa que las supernovas observadas anteriormente, su brillo fue 50.000 millones de veces el del Sol.

Se originó a partir de la explosión de una estrella con 150 masas solares. El director del  Observatorio de Chandra en la Universidad de California, dijo: “los datos recopilados hasta ahora, dan una fuerte evidencia de que SN 2006gy fue, de hecho, la muerte de una estrella extremadamente grande“.

Los astrónomos siguen buscando supernovas

En 2006, los astrónomos descubrieron otras 500 supernovas.

Con respecto a los datos recopilados por los grandes telescopios, cabe señalar que los astrónomos intentan obtener información de ellos examinando el espectro de radiación emitida por las supernovas.

ALMA
Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Crédito: ESO.

Hay millones de datos que se están recibiendo de estos observatorios. Su composición, clasificación y estudio hacen que los astrónomos profesionales, de diversas especialidades, estén más que ocupados durante largas horas de arduo trabajo.

No crea que estas personas están cómodamente sentadas y mirando las estrellas. El 99,99% de su trabajo no está mirando al cielo, sino a papeles y a pantallas de ordenador.

Decenas de miles de astrónomos aficionados se ven liberados de este arduo trabajo, y pueden dedicarse más libremente a la observación fructífera.