Supernova
Cuando algunas estrellas se mueren, no lo hace en silencio; esto es lo que sucede cuando las estrellas explotan.
Algunas estrellas se comportan como si fuera mejor quemarse que desvanecerse. Estas estrellas ponen fin a su evolución en una explosión cósmica masiva conocida como supernova. Cuando explotan, las supernovas arrojan material al espacio a 15 000 - 40 000 kilómetros por segundo. Estas explosiones producen gran parte del material del universo, incluyendo elementos como el hierro, que conforma nuestro planeta e incluso a nosotros mismos.
Los elementos pesados solo se producen en las supernovas, por lo que todos nosotros llevamos en nuestros cuerpos remanentes de estas explosiones. Las supernovas añaden elementos a las nubes de polvo y gas del espacio, favoreciendo así la diversidad interestelar, y producen ondas de choque que condensan las nubes de gas y ayudan a la formación de nuevas estrellas.
Sin embargo, pocas estrellas se convierten en supernovas. Muchas se enfrían y terminan sus días como enanas blancas y, posteriormente, como enanas negras.
Hace miles de millones de años, antes de que se formara la Tierra, lo que más tarde se convirtió en nuestro sistema solar estaba formado por elementos dinámicos y gaseosos de una supernova masiva. En otras palabras, los remanentes de supernova, lo que queda cuando una estrella explota, contienen los elementos esenciales para la vida. Es por eso que los científicos han estado estudiando las supernovas durante muchos años.
En el espacio, las pequeñas estrellas muertas llamadas enanas blancas a veces se hacen añicos, produciendo suficiente luz para ahogar galaxias enteras. Los astrónomos utilizan estas explosiones, llamadas supernovas, para calcular las distancias cósmicas.
A fines de la década de 1990, las observaciones basadas en supernovas de este tipo revelaron que el universo se está separando cada vez más rápido a medida que pasa el tiempo. La fuerza detrás de esta aceleración, llamada materia oscura, sigue siendo enigmática, pero el descubrimiento ganó el Premio Nobel en 2011 y se considera uno de los hallazgos más importantes en cosmología.
Fusión estelar
Estas estrellas masivas, varias veces más grandes que nuestro Sol, pueden crear supernovas cuando su proceso de fusión del núcleo agota el combustible. La fusión proporciona una constante presión hacia el exterior, que coexiste en equilibrio con la atracción gravitacional hacia el interior de la propia estrella. Cuando la fusión se ralentiza, la presión cae y el núcleo de la estrella se condensa, volviéndose más caliente y denso.
En apariencia, esas estrellas comienzan a crecer, hinchándose hasta convertirse en supergigantes rojas. Sin embargo, su núcleo sigue reduciéndose, haciendo que la formación de la supernova sea inminente.
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Cuando el núcleo de una estrella se contrae hasta un punto crítico, se libera una serie de reacciones nucleares. Esta fusión evita durante un tiempo el colapso del núcleo, mientras su compuesto principal no sea el hierro, pues éste no puede mantener la fusión.
En un microsegundo, el núcleo alcanza temperaturas de miles de millones de grados centígrados. Los átomos de hierro se contraen tanto que las fuerzas de repulsión de sus núcleos crean una contracción del núcleo que hace que la estrella explote en una supernova generando poderosas ondas de choque.
Enanas blancas y agujeros negros
Las supernovas también se pueden formar en un sistema solar binario. Estrellas más pequeñas, de hasta ocho veces la masa de nuestro Sol, suelen evolucionar en enanas blancas.
Una estrella de ese tamaño es muy densa y sin embargo tiene suficiente atracción gravitacional como para recibir material de la segunda estrella del sistema si está lo suficientemente cerca.
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Si la enana blanca supera así un nivel llamado el Límite de Chandrasekhar, donde la presión de su núcleo será tan grande que se fusionará y se producirá una gran explosión termonuclear (supernova).
Una supernova puede iluminar el cielo durante semanas y la transferencia de material y energía deja atrás una estrella muy diferente.
Solamente quedará una estrella de neutrones, muestra de la anterior existencia de la supernova. Estas estrellas de neutrones emiten ondas de radio en flujo constante o en ráfagas intermitentes.
Si la estrella es tan masiva (al menos diez veces el tamaño del Sol) que deja atrás un núcleo muy grande, tendrá lugar un fenómeno distinto. Debido a que este núcleo no tiene energía suficiente para fusionarse, y no produce presión hacia el exterior, puede ser atrapado por su propia gravedad y convertirse en un agujero cósmico de energía y materia: un agujero negro.
