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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

La supernova y su escondida compañera. Hablamos con Javier Moldón.

Supernova Ia - Hablando con Científicos podcast - Cienciaes.com

Javier Moldón, radioastrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía, nos invita hoy a viajar más de 400 millones de años luz hasta pequeña galaxia que, hasta el 7 de marzo de 2020, no había mostrado ninguna característica especial. Los astrónomos la identifican como SDSS J111147.15+292305.9, un batiburrillo de números y letras que hablan de lo poco interesante que era antes del día mencionado. Pero el 27 de marzo todo cambió, un enorme fogonazo de radiación procedente de la galaxia despertó un repentino interés por ella. Rápidamente, siguiendo un protocolo establecido para estos acontecimientos, se le asignó un nombre (SN 2020eyj ), y se alertó a toda la comunidad científica. En pocas horas, multitud de telescopios repartidos por toda la Tierra comenzaron a observar el fenómeno.

Pronto se llegó a la conclusión de que el origen del fogonazo de energía se debía a la explosión de una supernova, un fenómeno catastrófico que desprendió en unos momentos tanta energía como la galaxia entera.

Javier Moldón cuenta durante la entrevista que existen diversos tipos de supernovas y la detectada tiene características muy peculiares. En lugar de tener su origen en el estertor final de una estrella muy masiva que, al final de su vida, se contrae catastróficamente y revienta, en este caso la estrella originaria era mucho más pequeña, una enana blanca.

Las enanas blancas son los cadáveres estelares que se producen al final de la vida de estrellas como el Sol. No suelen sufrir grandes hecatombes, es más, suelen ser muy estables. Javier explica que estas estrellas pasan la mayor parte de su vida quemando hidrógeno en el horno nuclear de fusión que tienen en su interior. Los núcleos de hidrógeno se fusionan para crear helio y, cuando el hidrógeno se acaba, es el helio el que se fusiona para producir carbono, pero no pueden ir más allá de la fusión del carbono, porque su masa demasiado pequeña como para producir en su interior las condiciones de presión y temperatura requeridas para continuar ese proceso. Mientras hay combustible, el horno nuclear desprende energía que intenta expandir la estrella, una expansión que es reprimida por la fuerza de la gravedad que actúa en sentido contrario. Ese equilibrio es el que mantiene al Sol estable actualmente, una estabilidad que se romperá cuando el combustible nuclear de su interior se acabe. Tranquilos, eso será dentro de unos 5.000 millones de años. Será entonces cuando la estrella se contraiga hasta un punto en el que la repulsión de las partículas cargadas de su interior equilibre de nuevo a la atracción gravitatoria. Ese será el final de la estrella, un final tranquilo que la irá apagando poco a poco, aunque durante mucho tiempo seguirá radiando la energía residual convertida en enana blanca.

Si la vida de estrellas como el Sol es como la hemos contado ¿qué provocó la explosión de la estrella observada aquel 27 de marzo de 2020? Javier Moldón explica que la razón de tan apocalíptico final se debe a que la enana blanca no estaba sola, tenía otra estrella compañera a la que robaba materia y fue ese aumento de masa el que provocó la catástrofe.

Así es como se producen las supernovas que los astrónomos denominan “Ia”. Estas supernovas estallan cuando la enana blanca absorbe material de una estrella compañera y supera una masa crítica, equivalente a 1,4 masas solares. En esas condiciones, el horno nuclear se enciende repentinamente y con tal violencia, que desencadena una descomunal explosión que prácticamente desintegra a la estrella.

No obstante, al tratarse de un sistema doble, las características de la explosión de la supernova dependen mucho de cómo sea la estrella compañera. No es lo mismo que se trate de otra estrella de tipo solar en mitad de su vida, como el Sol, o de otra enana blanca. Ahora, gracias a la observación en ondas de radio de la supernova SN 2020eyj se ha podido confirmar que el material expulsado en la explosión de la supernova chocó, tras viajar sesenta días, con el material que rodeaba el sistema. Esa materia estaba formada en su mayoría por helio expulsado por su estrella compañera, lo que indica que no era una enana blanca, sino una estrella en su plenitud, como el Sol.

Esta es la primera detección en radio de una supernova de tipo Ia, algo que aporta luz, tras décadas de debate, al origen de estas explosiones. El trabajo ha sido publicado en la revista Nature

Os invito a escuchar a Javier Moldón, radioastrónomo, Investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y jefe de operaciones científicas del Centro Regional SKA.

Referencias:

Kool, EC, Johansson, J., Sollerman, J. et al. Una supernova de tipo Ia detectada por radio con material circunestelar rico en helio. Nature 617 , 477–482 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05916-w


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