Supernovas

Charles Messier era un cazador de cometas del siglo XVIII. Su obsesión era encontrar en el ocular de su telescopio aquellos visitantes esporádicos que, al acercarse al Sol, desarrollan su majestuosa cola y se convierten durante algunas semanas en los reyes del cielo nocturno. Para hacer este trabajo era necesario catalogar aquellos objetos del cielo que constituyen una falsa alarma, que no brillan como objetos puntuales como lo hacen las estrellas o los planetas, sino que se aprecian con una cierta extensión, como pequeñas manchas brillantes o nebulosidades y pueden hacer pensar al observador que se trata de cometas. Messier construyó un catálogo de nebulosidades donde identificó más de un centenar de objetos extensos y agrupó galaxias, cúmulos globulares, cúmulos abiertos, nebulosas planetarias, nebulosas de emisión, y residuos de supernovas. Hoy nos referiremos a estos objetos con una M de Messier y un número correlativo. M1 o la nebulosa del Cangrejo es el primero del catálogo y se trata del residuo de la explosión de una estrella. Messier lo observó en 1758, aunque el nombre de Cangrejo se debe a un dibujo que muestra Lord Rosse desde su telescopio reflector de 1,8 metros de diámetro en Irlanda en 1844. La explosión fue observada por astrólogos chinos en 1045. Podemos leer en los anales de la Dinastía Sung:

“En el primer año del periodo Chih-ho, en la quinta luna, el día chi-ch’ou, una estrella invitada apareció al sudeste de Tien-Kuan… Después de más de un año, su brillo fue disminuyendo mientras desaparecía gradualmente de nuestra visión.”

Explosiones de este tipo se producen en las últimas etapas de la evolución de una estrella cuando ésta tiene más de 8 veces la masa del Sol. En el interior de las estrellas tienen lugar las reacciones termonucleares que transforman el hidrógeno en helio, y progresivamente en otros elementos químicos más pesados, como carbono, nitrógeno, oxígeno, silicio y hierro. Los núcleos de hierro son muy estables y su fusión absorbe energía en lugar de liberarla. Cuando el núcleo interior de la estrella formada por hierro supera una cierta cantidad de masa, poco más que la masa del Sol, se colapsa. Eso hace que la densidad del núcleo aumente progresivamente y al alcanzar valores un poco superiores a la densidad de los núcleos atómicos, el núcleo estelar rebota expulsando el envoltorio de la estrella hacia fuera en una explosión supernova e inunda así el medio circundante con los elementos químicos que se formaron en su interior. El brillo de la estrella durante la explosión puede superar el brillo de toda una galaxia formada por miles de millones de soles. La onda de choque se propaga y arrastra las capas externas de la estrella con velocidades que superan los 30.000 km/s. Las nubes de gas que observamos en la nebulosa del Cangrejo se extienden hoy hasta una distancia de unos 10 años luz y la expansión continúa con velocidad de casi 2.000 km/s.

En el interior del residuo de la supernova, queda un púlsar o estrella de neutrones estable. Un objeto extraordinariamente denso, con una materia tan comprimida que un volumen del tamaño de un terrón de azúcar pesaría como toda la humanidad junta. Estos objetos giran a gran velocidad. El púlsar que se encuentra en la nebulosa del Cangrejo lo hace completando 30 vueltas cada segundo. Fue descubierto en 1968.

    Hay dos tipos de supernovas. La responsable de la formación de la nebulosa del Cangrejo es, como se ha descrito anteriormente, una supernova de las que llamamos del tipo II. Las de tipo I, que son incluso más brillantes, se originan en un sistema binario, formado por dos estrellas. Una de ellas es una enana blanca que captura materia de su compañera, una estrella gigante. Cuando la enana blanca alcanza la masa de 1,4 veces la del Sol, tiene lugar una explosión catastrófica que denominamos supernova del tipo I. En 1572, en la constelación de Casiopea, se observó una supernova de este tipo. Tycho Brahe, el astrónomo más importante de la época, la estudió con detalle y dedujo que se trataba de un objeto lejano como las estrellas. Su aparición y posterior disminución gradual de brillo argumentaba contra la idea aristotélica de inmutabilidad de cielo. El astrónomo, matemático y hebraísta valenciano Jeroni Munyós, informado de la aparición de esta nueva estrella por unos caleros de Torrent, escribió un tratado muy preciso sobre el fenómeno por encargo de Felipe II. La última de las supernovas que ha explotado en nuestra galaxia fue observada en 1604 por Kepler. Desde entonces hasta ahora ninguna otra estrella ha hecho explosión en forma de supernova tan cerca. Afortunadamente, estos acontecimientos emiten tanta energía que podemos observarlos en otras galaxias y hoy constituyen uno de los campos de la astronomía observacional que más sorpresas está deparando, tanto con relación a la comprensión de la propia física estelar como a la cosmogonía.

Vicent J. Martínez. Director del Observatorio Astronómico de la Universitat de Valencia.
© Mètode 29, Primavera 2001.