Supernovas: qué son y por qué importan al universo

Una supernova es el estallido que pone fin a la vida de una estrella o que destruye un objeto compacto que acumuló demasiada materia. Durante semanas puede brillar más que toda su galaxia, y su luz sirve para medir distancias y para rastrear la historia química del universo.

Qué ocurre en una supernova

El estallido libera una cantidad enorme de energía en muy poco tiempo y expulsa las capas externas a gran velocidad. La nube resultante se expande, choca con el gas vecino y brilla en luz visible, radio y rayos X durante siglos o milenios.

En el centro puede quedar un objeto compacto: una estrella de neutrones o un agujero negro. No todas las explosiones dejan el mismo remanente, y esa diferencia es una pista sobre la masa y el entorno de la estrella original.

Supernovas de colapso de núcleo

Se producen al final de la vida de estrellas muy masivas. Cuando el núcleo se llena de hierro, la fusión deja de liberar energía, la presión cae y el núcleo colapsa en una fracción de segundo.

La mayor parte de la energía se emite en forma de neutrinos, partículas que casi no interactúan con la materia. La onda de choque y el calentamiento posterior expulsan las capas externas y dejan tras de sí el remanente compacto.

Supernovas de tipo Ia

Este segundo camino no requiere una estrella masiva. Ocurre en un sistema binario donde una enana blanca acumula material de su compañera o se fusiona con otra enana blanca, hasta que una explosión termonuclear la destruye por completo.

Estas explosiones alcanzan brillos parecidos y muestran firmas espectrales características, sin hidrógeno y con silicio marcado. Esa regularidad las convierte en candelas estándar: al comparar su brillo aparente con el real se estima la distancia.

Los elementos que reparten

Las supernovas dispersan elementos forjados en el interior estelar: oxígeno, neón, magnesio, silicio, azufre, calcio y hierro, entre otros. Esos átomos se mezclan con el gas interestelar y forman parte de las nubes donde nacerán nuevas estrellas.

Los elementos más pesados que el hierro requieren procesos distintos, como las capturas rápidas de neutrones. Una parte importante de ellos se asocia a las explosiones de estrellas masivas y, sobre todo, a las fusiones de estrellas de neutrones.

La onda de choque también comprime el gas que encuentra a su paso y puede desencadenar la formación de nuevas estrellas. En ese sentido, una explosión destruye un astro y, al mismo tiempo, contribuye a que nazcan otros.

Cómo se detectan hoy

Además de la luz, las supernovas emiten neutrinos, partículas que atraviesan la materia casi sin interactuar. Los detectores subterráneos registran un aumento repentino de esas partículas incluso antes de que la luz visible escape del interior de la estrella.

Los grandes rastreos del cielo comparan imágenes de la misma región en noches distintas y localizan así objetos que aparecen de repente. Esa vigilancia sistemática ha multiplicado el número de explosiones conocidas y ha mostrado que existen variantes más diversas de lo que sugerían los primeros catálogos.

El estudio del brillo a lo largo de las semanas siguientes, llamado curva de luz, revela cuánto material se expulsó y qué elementos contiene. Cada supernova se convierte así en un experimento que dura meses y que se sigue desde muchos observatorios a la vez.

Restos y supernovas históricas

Los restos más jóvenes conservan estructuras filamentosas y nudos de material que se expanden y se atenúan con el tiempo. Comparar imágenes de distintas épocas permite medir ese crecimiento y estimar la edad del objeto.

Algunas explosiones quedaron registradas por observadores del pasado. La que dio lugar a la nebulosa del Cangrejo fue visible a simple vista y se documentó en crónicas de varias culturas; las de los siglos XVI y XVII en Europa también dejaron testimonios escritos que hoy se contrastan con los restos.

• El tipo de supernova depende del objeto que explota, no del lugar.
• Las de tipo Ia son útiles para medir distancias cosmológicas.
• Los neutrinos transportan la mayor parte de la energía liberada.
• Los restos en expansión enriquecen el gas de la galaxia.

Las supernovas conectan la vida de una estrella con la composición química de todo lo que nos rodea. Sin esas explosiones, el universo seguiría siendo sobre todo hidrógeno y helio, y no existirían los elementos de los que están hechos planetas y seres vivos.