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Así explota una supernova

Cuando una estrella agota su combustible nuclear, la parte central de la misma se contrae en milisegundos y su "rebote" subsiguiente origina una onda que arrastra consigo la mayor parte de la materia estelar.

NASA/Centro Chandra de Rayos X (CXC)/M. Weiss

En síntesis

Las explosiones de supernova de tipo II se producen cuando una estrella de gran masa agota su combustible nuclear. Al cesar la producción de energía, la masa de la estrella comienza a caer hacia el centro del astro a enormes velocidades.

La pregunta es qué fenómeno convierte esa implosión en una violenta explosión. La razón es la compresión extrema del núcleo estelar: una vez que su densidad supera la de un núcleo atómico, se distiende tal y como lo haría una bola de goma.

Eso genera una potente onda de choque que se propaga hacia el exterior a decenas de miles de kilómetros por segundo, lo que desgarra la estrella y expulsa sus capas al espacio. En todo el proceso, los neutrinos desempeñan un papel fundamental.

La muerte de una gran estrella es un suceso brusco y violento. La estrella evoluciona pacíficamente durante millones de años, pasando por diversas fases de desarrollo. Pero, cuando consume su combustible nuclear, se contrae bajo su propio peso en menos de un segundo. Los sucesos más importantes de la fase de colapso transcurren en milisegundos. Lo que sigue es una supernova: una explosión prodigiosa, más potente que todas las que se hayan producido desde la gran explosión original con que comenzó nuestro universo.

Una sola estrella en explosión puede fulgurar con más brillo que una galaxia entera, compuesta por miles de millones de soles. En el curso de meses, emite tanta luz como el Sol durante mil millones de años. Además, la luz y otras formas de radiación electromagnética tan solo representan una pequeña porción de la energía total de la supernova. La energía cinética de la materia en explosión es diez veces mayor. Y más energía todavía —tal vez 100 veces más que la asociada a la emisión electromagnética— transportan las partículas sin masa llamadas neutrinos, emitidos en su mayoría en un destello que dura alrededor de un segundo. Cuando termina la explosión, la mayor parte de la masa de la estrella se ha repartido por el espacio, y del núcleo central solo quedan oscuras y densas cenizas. En algunos casos, estas pueden acabar convertidas en un agujero negro.

En líneas generales, esta descripción de una supernova podría haberse dado hace treinta años. Pero la sucesión pormenorizada de lo que acontece en una estrella moribunda no se conoce con seguridad ni siquiera hoy. El nudo de la cuestión es el siguiente: si la supernova comienza con un colapso, o implosión, ¿cómo puede acabar expulsando la mayor parte de la masa de la estrella? Tiene que haber algún momento en que la caída de la materia estelar se detenga y luego se invierta. La implosión debe transformarse en explosión.

Gracias a la combinación de simulaciones por ordenador y análisis teóricos, estamos comenzando a divisar un marco coherente de los mecanismos que rigen las explosiones de supernova. El suceso clave por el que la implosión se transforma en explosión parece ser la formación de una onda de choque que se propagaría hacia fuera, a una velocidad 30.000 kilómetros por segundo o más.

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