La explosión de supernovas crea elementos pesados, una gran cantidad de estrellas, planetas y, en última instancia, vida. Estas explosiones brutales son la base de todo lo que vemos en el Universo, pero para un fenómeno tan fundamental, sabemos muy poco sobre cómo y por qué explotan.
En un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrofísicos, se llevó a cabo un complejo modelado por computadora, destinado a recrear los procesos que ocurren dentro de la supernova. Como se esperaba, la dinámica dentro de la estrella colapsada es muy compleja, pero este modelo hace que los científicos comprendan lo que le sucede a una supernova durante una explosión.
En 1987, una supernova (1987A) explotó en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana cercana a 168,000 años luz de nosotros. Este evento causó cierta confusión en la comunidad astronómica. Como muchos fenómenos cósmicos, lo que vio no correspondía exactamente a las expectativas teóricas. Al estudiar la nube en expansión de escombros de supernova, los astrónomos notaron que el material, recientemente expulsado por la explosión, comenzó a mezclarse con el material que produjo la estrella, que fue expulsado un tiempo antes. Esta confusión fue inesperada, por lo que el modelo teórico debía ser revisado. El modelo existente asume una estructura concéntrica, en forma de concha, de elementos diferenciados dentro de la estrella, que está a punto de convertirse en una supernova. Cuando una estrella masiva colapsa bajo la acción de la contracción gravitacional (después de agotar su combustible termonuclear en el núcleo), se genera una gran cantidad de neutrinos, que rápidamente extraen energía del interior de la estrella. Este efecto de compresión rápida, acelera el calentamiento.
"Esto hace que se caliente y queme combustible más rápido, lo que a su vez lleva a la creación de aún más neutrinos y el proceso se sale de control", dice el astrofísico W. David Arnett de la Universidad de Arizona.
En un intento por comprender este proceso, los astrofísicos acudieron a los supercomputadores en busca de ayuda. A menudo, debido a limitaciones técnicas, los investigadores crean un modelo unidimensional o bidimensional y solo pueden hacer suposiciones sobre lo que sucederá en el modelo tridimensional. Mientras, el proceso real tiene lugar dentro de las capas de supernova.
Arnett, trabajando con Casey Mikin y Nathan Smith de la Universidad Estatal de Arizona, así como con Maxim Wiallet del Instituto Max-Planck de Astrofísica, Alemania, desarrolló un modelo tridimensional completo de supernova. "Todavía tenemos círculos concéntricos, con los elementos más pesados en el medio y los más ligeros en la parte superior. Pero esto sucede hasta que alguien mezcla todo lo que hay alrededor", dijo Arnett. "A medida que nos acercamos a la explosión, obtenemos corrientes que mezclan el material, haciendo que la estrella lo escupa hasta que tengamos una explosión".
Fotografías de modelos que ilustran la combustión de oxígeno en una envoltura de supernova en capas
"Lo que vemos en los restos de supernova es la expulsión de material estelar antes de la explosión, mezclado con el material expulsado directamente durante la explosión. Otros modelos no pueden explicar esto", dijo.
Con la ayuda de telescopios, como el Telescopio Automático de Imágenes Katzman (KAIT) y la Fábrica de Supernova de Palomar, observando las estrellas que se están volviendo inestables, tenemos a nuestra disposición más datos sobre la muerte de la estrella.
