Explosión de una supernova 3D

El estudio de la explosión de una supernova ahora se puede observar con un modelo 3D.

Los científicos han empleado el interferómetro Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) con el objetivo de precisar el contenido de los residuos de la estrella antecesora de SN 1987A.  Con esta investigación, descubrieron que contiene catión formilo (HCO+) y monóxido de azufre (SO), ambas moléculas nunca antes vistas en este objeto celeste. Pero este estudio no solo se ha quedado con las observaciones, que son muy reveladoras, los científicos han querido dar un paso más y para ello diseñaron un modelo tridimensional de la supernova SN 1987A, hecho en base a observaciones y análisis previos. Para ello, los astrónomos observaron los restos de la estrella predecesora y las nubes de gas a su alrededor. Dieron color a las distintas áreas según el compuesto predominante en ella.

En febrero de 1987, un equipo de astrónomos registró la explosión de una supernova en la Gran Nube de Magallanes, ubicada alrededor de 160 mil años luz de la Tierra, a la que dieron por nombre SN 1987A. A partir de ese momento y hasta hoy en día los científicos han observado este objeto para estudiar cómo “muere” una estrella y cómo se forman y distribuyen en el espacio los átomos de carbono, oxígeno y nitrógeno, entre otros.

Actualmente, un equipo de astrónomos ha publicado un artículo en The Astrophysical Journal donde explican cómo han creado un modelo tridimensional de esta supernova. Con este modelo, no solo presentaron cómo fue la expansión de la materia en la nube de gas residual, sino que también han podido  estudiar una serie moléculas antes no observadas en el objeto celeste. Estas observaciones han sido posibles gracias al telescopio ALMA.

Recordemos que una supernova se produce cuando una estrella masiva tiene al menos cinco veces la masa de nuestro Sol y hace explosión. Todo esto ocurre porque estas estrellas queman enormes cantidades de combustible nuclear en sus núcleos, o centros produciendo así toneladas de energía, por tanto el centro se calienta mucho. El calor genera presión, y la presión creada por la incineración nuclear de la estrella también evita que la estrella se derrumbe. Cuando una estrella masiva se queda sin combustible se enfría, y esto hace que la presión caiga. La gravedad gana, y la estrella, de repente se desmorona. El derrumbe ocurre tan rápido que crea enormes ondas de choque que provocan la explosión de la parte exterior de la estrella

Por lo general, queda atrás un núcleo muy denso, así como una nube expansiva de gas caliente llamada nebulosa. La supernova de una estrella que tiene más de 10 veces el tamaño de nuestro Sol puede dejar atrás los objetos más densos del universo: los agujeros negros.

Los científicos de la NASA usan varios tipos diferentes de telescopios para buscar y estudiar las supernovas. Un ejemplo es la misión NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), que usa los rayos X para investigar el universo. El NuSTAR ayuda a los científicos a observar supernovas y nebulosas jóvenes para aprender más sobre lo que sucede antes, durante y después de estas explosiones espectaculares.

Solo las estrellas masivas pueden producir elementos pesados como el oro, la plata y el uranio. Cuando ocurren supernovas explosivas, las estrellas distribuyen elementos almacenados por todo el espacio.

Volviendo al estudio publicado recientemente, los científicos han empleado el interferómetro Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) con el objetivo de precisar el contenido de los residuos de la estrella antecesora de SN 1987A.

Con esta investigación descubrieron no solo monóxido de carbono (CO) y óxido de silicio (SiO) en las nubes de gas, compuestos ya observados en la supernova, sino que también contiene catión formilo (HCO+) y monóxido de azufre (SO), ambas moléculas nunca antes vistas en este objeto celeste. De los compuestos observados, el mayor interés se centra en el catión formilo, ya que su formación requiere de una mezcla particular y muy intensa de sustancias durante el momento de la explosión.

Por otra parte, también pudieron determinar que aproximadamente un átomo de silicio, de miles que están unidos al oxígeno, se convierte en una molécula “voladora” de óxido de silicio. La mayor parte de los átomos de silicio pasan a ser partículas de polvo cósmico. Sin embargo, hasta una pequeña cantidad de óxido de silicio resultó ser 100 veces mayor a lo que predecían los modelos de formación del polvo cósmico.

Otra observación importante que arroja esta investigación es que han logrado demostrar que cerca del 10% del carbono de una supernova se convierte en monóxido de silicio, y solo una millonésima parte de los átomos de carbono se encuentran en las moléculas del catión formilo.

Pero este estudio no solo se ha quedado con las observaciones, que son muy reveladoras, los científicos han querido dar un paso más y para ello diseñaron un modelo tridimensional de la supernova SN 1987A, hecho en base a observaciones y análisis previos. Para ello, los astrónomos observaron los restos de la estrella predecesora y las nubes de gas a su alrededor. Dieron color a las distintas áreas según el compuesto predominante en ellas, por ejemplo, señalizan de color morado muestran aglomeraciones de óxido de silicio; y de amarillo, las de monóxido de carbono. Los anillos celestes corresponden, a su vez, a la distribución de hidrógeno (Hα), observados una vez por el telescopio Hubble.

En el futuro, los astrónomos esperan descubrir qué hay en el centro de SN 1987A: si un agujero negro o una estrella de neutrones. Esperemos que esta respuesta se obtenga lo más pronto posible.

 

Fuente: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac2a41

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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