Las supernovas

Una Supernova es la muerte de una estrella masiva, y es un fenómeno extremadamente raro. En nuestra galaxia, se ha estimado que ocurre al menos una cada tres siglos aproximadamente. En su máximo brillo la SN puede alcanzar el brillo de una galaxia completa. (más de 100 mil millones de estrellas juntas).

A la izquierda, imagen directa del Telescopio Espacial Hubble de la SN 1987A. A la derecha, análisis espectral que permite determinar la composición química.

No vimos ninguna supernova en nuestra galaxia desde principios del 1600, justo antes de la invención del telescopio. Sin embargo hemos tenido la suerte de ver en 1987, una supernova en la Nube Mayor de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea.

Son el origen  de los elementos químicos pesados, además de estar relacionados con el origen y final (en algunos casos) de la vida.

Curvas de luz de los distintos tipos de SN.

Las supernovas se dividen en varios tipos, pero dos son los principales:

Los tipos

TIPO I

“supernovas Tipo I” y “supernovas Tipo II”. Aparentemente las primeras son estrellas dobles,  una de cuyas componentes colapsa. La segunda son estrellas solitarias que explotan al terminarse su combustible nuclear. Sus velocidades de expansión pueden llegar a los diez mil kilómetros por segundo.

En el video siguiente, puede verse como la enana blanca (color blanco-azulado) saca materia de la estrella normal (amarilla), y cuando alcanza un valor critico, colapsa y explota.

Una supernova Tipo I es uno de los dos tipos principales de supernovas. Estas en particular muestran pocas señales de hidrógeno en sus espectros. Después del pico de brillo, caen aproximadamente 0,1 magnitudes por día por 20 a 30 días; luego la tasa de disminución se achica hasta unos 0,014 magnitud/día.

Las supernova Tipo I se dividen en varios tipos: Ia, Ib, y Ic.

Las Ia ocurren cuando una enana blanca está cerca de una compañera, y le saca material. Eventualmente, al ir creciendo supera el límite de 1,4 masas solares (llamado límite de Chandrasekhar) y se transforma espontáneamente en una estrella de neutrones, emitiendo una enorme cantidad de energía que es la que produce la explosión de SN. Como la masa de la estrella es siempre la misma al explotar -y su magnitud absoluta también- , pueden usarse para medir su distancia y la de la galaxia que las contiene.

Las SN tipo Ib y Ic son probablemente SN Tipo II donde la estrella pariente ha perdido sus capas externas de hidrógeno (para las Ib) o hidrógeno y helio (para las Ic).

TIPO II

Las supernovas Tipo II son uno de los dos tipos de supernova. Diferente de las supernovas Tipo I las SN Tipo II muestran la mayor parte de su hidrógeno y helio en su espectro. Este tipo también muestra amplia variación en la manera en que decae su brillo, pero usualmente después de 40 a 100 días, declinan a 0,1 magnitudes por día. Sus velocidades de expansión son mas lentas que los del tipo I, llegando a pocos miles de km. por segundo.

En el siguiente video una simulacion de una explosión de una estrella de 11,2 masas solares. Nota que a la izquierda esta la escala de temperaturas, azul muy caliente, rojo mas frió.

Puedes ver un video con la expansión real de la SN del Cangrejo (tipo II) aqui.

Y el video siguiente, que es una animación sobre como sucedió la  explosión de la SN Cassiopeia A.

Las de tipo II se dividen fundamentalmente en II P (plate o plana), debido a que tienen en su curva de luz  una zona plana, antes de bajar de brillo. En cambio las  tipo II L (lineal) no tienen esa planicie y bajan de brillo de una manera lineal. El motivo de la planicie de las II P es que contienen mucho hidrógeno que en la explosión es excitado, y mantiene durante mas tiempo el brillo de la estrella. Las II P casi ni tienen hidrógeno presente. Estas dos tipos de supernova pueden diferenciarse claramente por su curva de luz.

Supernova Tipo IIe ocurre en estrellas muy masivas, al menos de diez masas solares. Este tipo de estrellas comienzan con reacciones de fusión de hidrógeno en helio, como nuestro Sol. Luego, al acabarse el combustible, van quemando otros elementos químicos. Así queman Helio en Carbono, etc. Hasta llegar al hierro. El hierro no produce energía sino que la absorbe, haciendo que la estrella entre en colapso y explote.