¿Qué es una supernova? - Formación y características principales

Una supernova es un evento astronómico en el cual una estrella muere gracias al desgaste que se presenta en su núcleo, lo que provoca que la misma explote y lance todo su material al universo. Si quieres saber qué son, cuáles son sus características, tipos y más, aquí te enseñamos.

Definición y concepto de una supernova

Una supernova es la explosión estelar más grande conocida por el ser humano y que puede observarse de manera muy notable en el espacio. Su carácter es como el de un cataclismo, lo que quiere decir, que transforma o destruye gran parte o la totalidad de la materia que se encontraba en la estrella progenitora. Razón por la cual de este evento surge grandes cantidades de energía térmica.

La palabra supernova, que proviene del latín donde ‘nova’ significa nuevo. Tienen su origen en las estrellas gigantescas, las cuales una vez desgastan todo su núcleo, explotan generando una fuerte luminosidad que puede observarse a simple vista. El término de 'supernova' fue acuñado por primera vez a manos de Fritz Zwicky y Walter Baade en 1931 para referirse a este evento luminoso.

Una supernova describe la última etapa de vida de las estrellas masivas o, en algunos casos, de una enana blanca al experimentar un determinado choque desencadena una fusión nuclear.  Una vez ocurre esta explosión, la estrella progenitora se colapsa, formando estrellas de neutrones. Incluso, puede provocar el origen de un nuevo agujero negro.

Sin embargo, en algunas oportunidades esta solo queda reducida a material espacial o simplemente se destruye por completo, expulsando gases como el hidrógeno. No obstante, gracias a este proceso es que el espacio se llena de elementos pesados que pueden ser luego utilizados.

Mientras que las estrellas colapsan, en este proceso emiten energía y provocan una alta luminosidad. Este hecho es el que ha provocado su distinción, puesto que la misma puede durar unos pocos días. Además, que dependiendo de qué tan cerca esté de nuestra galaxia, podemos observar este evento desde la Tierra.

Una de las discusiones de la comunidad científica actual es su origen, por el hecho de que no se tiene muy claro por qué ocurren las supernovas. No obstante, se considera que estas estrellas masivas, al tener tan agotado su núcleo, ya no pueden seguir desarrollando las reacciones térmicas que le permitían seguir a flote. Debido a que el núcleo se apaga, estas se contraen hasta llegar al punto de colapsar. Gracias a este, es que se produce la luminosidad.

Existen tres tipos de supernovas:

• Ia
• Ib e Ic
• II

Las supernovas de tipo Ia son aquellas que carecen de Helio, un gas noble. Por el contrario, estas tienen silicio en su espectro. La explicación más acertada de por qué presentan esta variación es que se dice que esta supernova nace del resultado de la rápida acreción de la masa de una enana blanca. Estas, originalmente están compuestas por carbono y oxígeno.

Por lo que, al juntarse con una estrella gigante roja, su explosión varía considerablemente. Este tipo de eventos solo suceden en sistemas estelares binarios, cuando ambas tengan la misma edad y con masa semejante. Sin embargo, para que estas exploten entre sí es necesario que una sea más masiva, por lo que tendrán una diferencia en su espectro.

Por otro lado, las supernovas de tipo IB y Ic son las que no tienen esta línea de silicio. Corresponde a las estrellas que estaban a punto de extinción, como las de tipo II. No obstante, en este caso, sufrieron una pérdida de hidrógeno mucho antes, ya que el mismo no aparece dentro de sus espectros. Son el resultado de la explosión de una estrella de Wolf-Rayet, las cuales poseen vientos intensos de hidrógeno en las capas externas de la estrella.

Las de tipo Ic son las que el helio también desaparece de su línea espectral, quedando solo el núcleo de carbono. El colapso de estas estrellas es igual a las del tipo II.

Las supernovas de tipo II son las que resultan de la escasez de energía, lo cual sucede cuando la estrella alcanza el equilibrio estadístico nuclear con el hierro y el níquel que se encuentra en su núcleo. Al no poder seguir fusionándose ambos elementos, la estrella colapsa por la falta de presión en su núcleo.

Gracias a que el núcleo de la estrella queda completamente inerte, se cumple el límite de Chandrasekhar. Con ello, el núcleo se calienta alrededor de 3 mil millones de grados Celsius, por lo que la estrella emite tanta energía que parte los átomos que la conforman en neutrones y partículas alfa. Generando de tal manera, material espacial.

¿Qué es una supernova superluminosa?

Una supernova superluminosa es un evento muy poco común donde las explosiones estelares brillan 100 veces más que una supernova. Esta se considera como la explosión que emite más energía en el universo, ya que la misma es similar a la que contiene una sola galaxia.

A diferencia de la supernova, las cuales solo perduran en el espacio unas pocas semanas, las superluminosas perduran varios meses. Incluso, no se sabe si alguna ya haya superado el año. Durante este periodo de tiempo, se puede observar un aumento brusco de la radiación. Sin embargo, este fenómeno no ha sido muy estudiado. No obstante, su poco análisis ha ayudado a comprender un poco más su naturaleza y origen.

¿Qué es la explosión de una supernova?

La explosión de una supernova no es más que el fin del ciclo de una estrella o la muerte de ella. Debido a que las estrellas más grandes que el sol y que han vivido milenios en el espacio llegan al punto de agotar su núcleo, hacen que colapsen gracias a la gravedad y que exploten, evento que se le llama supernova gracias a su transformación y por la luminosidad y energía que expulsan al universo.

¿Cómo se forma una supernova?

Las supernovas se originan a través de estrellas masivas, las cuales tienen un tamaño cinco veces más grande que nuestro sol. Estas llegan a un punto de no poder fusionar más su ya agotado núcleo. Por lo que, al ser incapaces de sostenerse y perdiendo su centro de gravedad gracias a la degeneración de los electrones, provoca que se contraigan de manera repentina.

Mientras que están en el proceso de contracción, al mismo tiempo, hacen una fuerte emisión de energía. Incluso, dependiendo del tipo de supernova y si es una superluminosa, pueden generar destellos mucho más intensos de lo normal.

Sin embargo, se debe tomar en cuenta que las estrellas mantienen su equilibrio a partir de dos fuerzas opuestas. La primera es la gravedad que se compacta contra la estrella, siendo la que provoca el espacio y que busca que la misma se convierta en una bola lo más densa y pequeña posible. Por otro lado, el combustible nuclear que se encuentra en su interior se quema en el núcleo, por lo que va generando presión hacia el exterior de la estrella.

Gracias a que ambas fuerzas van en sentido contrario, se crea una resistencia ante la gravedad y haciendo que estén en equilibrio. Una vez el núcleo falla, hace que se enfríe y que ya no tenga presión en su interior. Por lo que, la gravedad externa hace que la estrella explote y expulse todo su material a lo largo del universo.

Aunque esta es una de las maneras en la que se forma un tipo de supernova, el otro sucede de forma más simple. Para que se dé, debe existir un sistema en el cual haya dos estrellas que se orbiten entre sí, siendo una de ellas obligatoriamente de tamaño enano. Es decir, que una estrella del tamaño del sol o superior se haya quedado sin su combustible, por lo que sufriese el mismo evento que las supernovas de primer tipo.

Una vez tenemos a esta estrella enana blanca y la misma choca contra otra estrella, la enana puede explotar. Generando así, una mayor expulsión de energía.

¿Cuáles son las características de la supernova?

• Las supernovas se caracterizan por la rapidez con la que aumentan la intensidad de luz hasta alcanzar un determinado punto. Una vez llegan a este pico, su brillo decrece de manera progresiva hasta que desaparece completamente del universo.
• Son provocadas por la expulsión de las capas superficiales de una estrella, por lo que, cuando explotan, generan ondas de choque. De esta manera, es que llenan al espacio que les rodea con los elementos sobrantes y pesados que originalmente eran parte de la estrella.
• Los restos de una supernova siempre terminan siendo gas y polvo.
• Se clasifican en el tipo Ia, IB, Ic e II.
• La luminosidad que generan puede durar en el espacio unos pocos días o varios meses.
• Una de las supernovas más importantes en nuestra historia fue la de 1604, la cual fue empleada por Galileo Galilei para demostrar que el cielo podía ser alterado. Esta fue una respuesta al dogma religioso de la época.
• Una vez termina el proceso de una supernova, la onda de la explosión puede llegar a alcanzar a otras nubes de gas y polvo. Si estas se llegan a comprimir, pueden desencadenar el origen de una nueva nebulosa solar que, con el tiempo, puede convertirse en un sistema solar. Esto sucede siempre y cuando esté lo suficientemente enriquecida con los antiguos elementos de la estrella.
• Tienden a emanar líneas espectrales de hidrógeno.
• Las supernovas pueden liberar 10^44 Joules de energía. Gracias a ello, se denominó una nueva unidad, el foe, que se utiliza solo para el estudio de supernovas.

¿Qué es más caliente el Sol o una supernova?

Las supernovas, al ser estrellas que se contraen al punto de explotar, requieren de mucha energía para hacerlo. No obstante, el momento antes de estallar, pueden alcanzar temperaturas cercanas a los tres mil millones de grados Celsius. Esto es, en un aproximado, 300 veces la temperatura del sol. Por lo tanto, es mucho más caliente una supernova que nuestro sol.

¿De qué tamaño es una supernova?

El tamaño de una supernova depende más que todo de su clasificación. Sin embargo, para que ocurra este evento, es necesario que exista una estrella que explote y que la misma sea, al menos, 40 veces más grande que el sol. Mientras que, la explosión de estrellas abarca aproximadamente 10 veces el tamaño del sol. Sin embargo, hace unas décadas, la NASA encontró una supernova 150 veces más grande que el sol.

¿Qué pasa si explota una supernova?

Para que una supernova explote es cuando se agota el combustible del núcleo de una estrella. Por lo que, la gravedad de la misma cesará y luego estallará. De esta manera, es que se arroja al espacio un material cósmico que puede ir de 15000 a 40000 kilómetros por segundo.

Esta explosión lo que provocará es una expansión misma del universo y que este pueda nutrirse de nuevo material que solo puede generarse de esta manera. En este, se incluye elementos pesados como el hierro y gases livianos como el hidrógeno. Luego de esta explosión, se generará una nebulosa y, la materia expulsada de la capa interior de la estrella se comprime al punto de crear una nueva estrella de neutrones o un agujero negro.

¿Cuál es la importancia de una supernova?

La importancia de una supernova recae en que nos permite tener un aproximado de cuánto miden las distancias dentro del universo. Estas tienden a ser llamadas como candelas estándares, las cuales no son más que un indicador de las distancias presentes entre las galaxias. Estas se miden mediante la intensidad de brillo de cada uno.

Gracias al estudio y análisis de una supernova, en específico del tipo Ia, nos ha demostrado que el universo es más grande de lo que pensamos y que el mismo se encuentra expandiéndose en todo momento. Debido a que la supernova al explotar genera que todo su material almacenado sea expulsado, hace que el universo vaya creciendo progresivamente. Inclusive, puede crear nuevas estrellas.

Otra de las importancias de las supernovas, es que ha logrado que se comprenda mejor el concepto de las estrellas y las diversas capas que las conforman.