SUPERNOVAS

La explosión de una supernova emite tanta luz como una galaxia entera

Supernova
 Supernova SN1572

El Nobel de Fisica otorgado en el año 2011 a los físicos estadounidenses Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, premió el hallazgo en 1998 de que el universo se está expandiendo de forma cada vez más acelerada. Estos astrónomos estudiaron un tipo especial de supernovas (supernovas 1a), las que se producen a consecuencia de la explosión de una estrella enana blanca.

En 1572, apareció una estrella muy luminosa en la constelación de Casiopea. La estrella comenzó como una pequeña luz apenas visible, fue creciendo rápidamente en intensidad hasta que se convirtió en una lumbrera que eclipsaba al resto de las estrellas de su constelación, más brillante que Venus y claramente observable en pleno día.

Tycho Brahe pudo observarla y trató de calcular con sus instrumentos la distancia, que encontró infinita, que estaba más allá de sus posibilidades de mediciones. Ahora sabemos que esta supernova estalló a 7.500 años luz de la Tierra; el fogonazo de la explosión tardó ese tiempo en llegar a nuestro planeta.

Esto quiere decir que cuando Tycho Brahe y todos los demás vieron el nacimiento de esta estrella, ya habían pasado 7.500 años desde que se había producido.

Existe constancia documental de que en ese mismo año de 1572, los astrónomos chinos y coreanos se sorprendieron al encontrar una nueva estrella en la Constelación de Casiopea.

Se trataba de lo que hoy conocemos como la explosión de una supernova, un evento cataclísmico que se produce cuando una enana blanca comienza a crecer, hasta que su masa llega a ser 1,44 veces la masa del Sol. En ese momento, se produce una explosión interna que lanza el material de la estrella en todas direcciones a inmensas velocidades.

En la imagen de la derecha se muestra un esquema de la constelación de Casiopea.

 

Casiopea

 

En el sitio en el que se encontraba la supernova SN 1572 se puede observar 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, es también una intensa fuente emisora de rayos X.

En el año 2008, unos astrónomos del Max Institute consiguieron analizar la potente explosión de SN 1572, analizando las ondas de infrarrojo y rayos X rebotadas en alguna nebulosa y captadas por los telescopios espaciales Chandra y Spitzer.

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

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

Las estrellas que están en el fondo y por delante son blancas.

 

Supernova Tycho

La estrella de Tycho tal como la ven ahora los telescopios

 

A estos fenómenos se los llamó inicialmente stellae novae , “estrellas nuevas” o simplemente novas. Con el tiempo las menos luminosas continuaron llamándose novas, en tanto que a las más luminosas se les agregó el prefijo “super”.

El surgimiento de las supernovas producen destellos de luz intensísimos que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se caracterizan por un rápido aumento de la intensidad hasta alcanzar un máximo, para luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta desaparecer completamente.

Los descubrimientos de supernovas son notificados a la Unión Astronómica Internacional, la cual distribuye una circular con el nombre recientemente asignado. El nombre se forma por el año del descubrimiento y la designación de una o dos letras. Las primeras 26 supernovas del año llevan letras de la A a la Z (vg. Supernova 1987A); las siguientes llevan aa, ab, etc.

Supernova

Se conocen al menos cuatro referencias a supernovas vistas desde la Tierra en tiempos históricos. Las fechas señalan el momento en que fueron observadas. En realidad, las explosiones ocurrieron mucho antes, pues su luz tardó cientos o miles de años en llegar hasta la Tierra.

Año185 – SN 185 – referencias en China. El análisis de datos captados en rayos X por el observatorio Chandra sugieren que los restos de la supernova RCW 86 corresponden a este evento histórico.

Año 1006 – SN 1006 – Supernova muy brillante; referencias encontradas en Egipto, Iraq, Italia, Suiza, China, Japón , Francia y Siria.

Año 1054 – SN 1054 – Fue la que originó la actual Nebulosa del Cangrejo, se tiene referencia de ella por los astrónomos chinos.
 
Año 1181 – SN 1181 – Dan noticia de ella los astrónomos chinos y japoneses. La supernova estalló en Casiopea y dejó como remanente a la estrella de neutrones 3C 58.

La clasificación de las supernovas se basa en agruparlas de acuerdo a 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 es clasificada como tipo I; de lo contrario, si contiene una línea de hidrógeno, se la clasifica como tipo II.

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

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

Supernova Tipo I

Supernova, abajo a la izquierda

 

 

La teoría más aceptada con respecto a este tipo de supernovas sugiere que se generan en un sistema binario constituido por una enana blanca y una gigante roja.

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

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

Esta ignición empieza en el centro y se extiende rápidamente por todo el volumen de la estrella hasta sus capas externas.

Estrella enana

El punto brillante en medio de la nebulosa NGC2440, es una estrella enana.

 

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 poderosa onda de choque que destruye la estrella, expulsando toda su masa a velocidades de alrededor de los 10.000 km/seg y causando un aumento extremo en la luminosidad.

Normalmente no quedan rastros de la estrella que originó el cataclismo, sino sólo restos de gas y polvo sobrecalentados, que se alejan en rápida expansión.

Si la estrella vecina logra sobrevivir a la detonación, al no seguir sometida a la fuerza de atracción de la estrella destruida, experimenta un cambio en su trayectoria y sale disparada en la dirección que seguía en el momento del estallido.

Es posible detectar a estas estrellas fugitivas pues adquieren velocidades mucho mayores que las de su entorno

Restos supernova

Restos de la supernova de Kepler SN1604

 

También puede existir una supernova generada por la fusión de dos enanas blancas del mismo sistema binario que juntas pueden superar la masa de Chandrasekhar. Esto se debe a que dos enanas blancas en rotación emiten ondas gravitatorias y, con el tiempo, sus órbitas se acercan y aceleran, lo cual a su vez acelera la emisión de ondas y retroalimenta el proceso. Puede llegar un momento en el que una de las dos enanas (la menos masiva), se disgregue y forme un toro (cuerpo con forma similar a un dónut) alrededor de la otra estrella. Después, el material del disco empieza a caer sobre la superficie.

Algunas supernovas destacables son:

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 una prueba contra la creencia imperante en esa época, de que el cielo era inmutable.

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

1987 – Supernova 1987A - en las afueras de la nebulosa de La Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes. Pudo ser observada pocas horas después de su aparición, el 23 de febrero de 1987. (Está a 168.000 años luz de la Tierra). Fue la primera oportunidad de poner a prueba, a través de las observaciones directas, las teorías modernas sobre la formación de las supernovas. Pulse aquí para ver una imagen publicada en la web de Observatorio el 26 de febrero de 2012. Resulta sumamente ilustrativo para conocer las peripecias de uno de los investigadores de esta supernova, leer el artículo del astrónomo Phil Play.

Casiopea A – Supernova en Casiopea, no observada en el momento de su aparición, pero se estima que sucedió hace unos 300 años. Es el remanente más luminoso en la banda de radio. Está a 11.000 años luz de distancia.

2005 - SN 2005ap - Esta supernova de tipo II es por el momento la más brillante jamas observada. Llegó a ser hasta ocho veces más brillante que la vía láctea. Esto la hace superar en casi dos veces a SN 2006gy.

2006 – La NASA informó que el Observatorio Chandra (de rayos X) había registrado una explosión estelar extraordinariamente grande y brillante, la más brillante detectada hasta esa fecha. Se encuentra en el núcleo de la galaxia NGC 1260 y a unos 240 millones de años luz de la Tierra. Se la denominó SN 2006gy.

SN 2006gy es la segunda supernova más grande que se ha podido observar hasta la fecha, cinco veces más luminosa que las supernovas observadas anteriormente, su resplandor fue de 50.000 millones de veces la del Sol. Se originó por la explosión de una estrella de 150 masas solares. El director de las observaciones de Chandra en la Universidad de California, dijo que los datos recogidos hasta ahora "dan pruebas firmes de que la SN 2006gy fue, de veras, la muerte de una estrella extremadamente grande".

En el año 2006, los astrónomos descubrieron otras 500 supernovas.

Supernova

Supernova SN 2006gy

Con respecto a los datos recopilados por los grandes telescopios, hay que saber que los astrónomos intentan obtener información de ellos xaminando el espectro de las radiaciones que desprenden las supernovas. Son millones de datos que se van recibiendo desde estos observatorios. Su composición, clasificación y estudio hacen que los astrónomos profesionales, de las diversas especialidades, estén más que ocupados durante largas jornadas de duro trabajo. No hay que creer que estas personas están cómodamente sentadas y mirando a las estrellas. El 99,99% de su trabajo no es mirar al cielo, sino a los papeles y a las pantallas de ordenador. Las decenas de miles de astrónomos aficionados quedan libres de este durísimo trabajo y pueden dedicarse más libremente a la fructífera observación.

El Canal de Historia, en la serie videos del Universo, publicó un exhaustivo resumen referente a SUPERNOVAS.
Son cuatro videos, en castellano, con bellísimas imágenes magistralmente comentadas. Cada uno de los cuatro videos tiene duración de 9:56 minutos.

Noticia del 6 de noviembre de 2012. Se ha detectado la supernova más lejana hallada hasta ahora. La explosión se produjo hace 12.000 años, pero su luz acaba de llegar a la Tierra. Pulse aquí para leer toda la noticia.

Noticia del 31 de octubre de 2012. Una exuberante factoría de supernovas. Ilustrativo artículo de Rafael Bachiller, Director del Observatorio Astronómico Nacional de España. Pulse aquí para leer toda la noticia.

27 de septiembre de 2012. Supernova gigante que se vio en el siglo XI.
Una investigación reciente ha descubierto el origen del que hasta ahora se considera el evento estelar más brillante que ha podido ser contemplado desde la Tierra. La supernova SN1006, que se vio en el año 1006 d.C, está a unos 7.000 años-luz de la Tierra. Según ha publicado la revista Nature, esta supernova gigante fue tan espectacular que pudo ser contemplada durante tres años y es resultado de la fusión de dos enanas blancas. Pulse aquí para ver la noticia completa.

ENLACES DE INTERÉS

Una curiosa historia acerca de Tycho Brahe

Un blog interesante con excelentes fotografías acerca de Tycho Brahe

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