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 Supernovas
Patricia López
Una supernova es una explosión estelar que anuncia el momento en que
muere una estrella muy masiva. Este fenómeno es uno de los
cataclismos cósmicos más potentes y prodigiosos en el universo. Al final
de su evolución y de acuerdo a la masa que posean, las estrellas dejan
tres tipos de remanentes: a) nebulosas planetarias alrededor de enanas
blancas, b) supernovas en el contorno de estrellas de neutrones y, c)
agujeros negros.
Las estrellas masivas (de más de 6 veces la masa del sol) que se
convierten en supergigantes han atravesado por una serie de estados de
acuerdo a las diferentes reacciones nucleares que tienen lugar en su
centro, generando elementos más y más pesados. La primera reacción
termonuclear que ocurre es la fusión de hidrógeno en helio. Enseguida,
al agotase el hidrógeno, el núcleo se encoge por compresión
gravitacional al tiempo que incrementa su temperatura a tal punto que
es posible ahora la fusión de helio en carbono. De nueva cuenta, al
terminarse el carbono, el corazón de la estrella se contrae y eleva su
temperatura tanto que empieza la fusión del oxígeno. Las reacciones
siguientes producen neón, magnesio, azufre e isótopos de silicio y
fósforo, entre otros elementos. Cada reacción termonuclear libera
enormes cantidades de energía y añade una nueva capa de materia al
núcleo, incrementando su tamaño.
Estas luminosas estrellas supergigantes pueden alcanzar un diámetro
del tamaño de la órbita de Júpiter. Un ejemplo de ellas es la estrella
Betelgeuse en la constelación de Orión.
Se cree que una supernova ocurre justo después de la formación de
hierro en el núcleo. El hierro se obtiene por la fusión de silicio en un
proceso que aún libera mucha energía, sin embargo, los núcleos de
hierro están tan fuertemente ligados que para que éstos se fusionen en
otros núcleos atómicos es necesario meter energía al sistema. Así que,
al no tener de dónde sacar esa energía, la serie de reacciones
termonucleares en los núcleos de estrellas masivas termina aquí. El
núcleo de una estrella que no tiene fuente de energía debe contraerse
pues ya no tiene la presión interna de la estrella debida a la energía
proveniente de la fusión. Como los átomos de hierro ya no se fusionan
más, los electrones en el núcleo ahora deben soportar las capas por
encima de ellos, pero al no conseguirlo, el núcleo de hierro se empieza a
contraer forzando a los electrones a apelmazarse con los protones para
convertirse en neutrones. Súbitamente, lo que era el núcleo estelar del
tamaño de la Tierra se convierte en una esfera con un radio aproximado
de 10 km apretujado al máximo tal que alcanza una densidad similar a
la de un núcleo atómico. Este proceso libera una cantidad gigantesca de
neutrinos. Al no poder compactarse más, el colapso se detiene gracias a
que la fuerza nuclear fuerte ejerce una enorme presión hacia el exterior.
El súbito freno en la contracción del núcleo da lugar a una gran
sacudida, provocando una onda de choque que atraviesa y arrasa las
capas exteriores de la estrella en forma vertiginosa y violenta. Al llegar
a la superficie, todas las capas de la estrella, excepto su núcleo, salen
disparadas como un fuego pirotécnico que forma una nube que choca
con el medio interestelar. A esta tremenda expulsión de materia se le
denomina explosión de supernova. Su intenso resplandor puede opacar
el brillo de toda una galaxia por unos días, pues su luminosidad puede
llegar a incrementarse hasta cien millones de veces.
Durante la explosión se llevan a cabo procesos de fusión que generan
los elementos más pesados que existen de manera natural en el
universo. De hecho, todos los productos de estas fusiones conforman la
mayoría de los elementos en la tierra y en algunos otros planetas.
Un ejemplo de supernova ocurrió el 23 de febrero de 1987 en la Gran
Nube de Magallanes, una galaxia cercana a la Vía Láctea. La estrella
supergigante Sanduleak -69°202, de alrededor de veinte masas solares
y de un color azul intenso cerca de la nebulosa de la Tarántula, explotó.
El botín de información de la ahora llamada SN1987A ha sido cuantioso
al confirmar algunas expectativas teóricas y al sujetar a revisión otros
resultados.