La explosión de una supernova

Por Daniel Marín, el 11 mayo, 2010. Categoría(s): Astronomía • Estrellas • sondasesp ✎ 5

(Esta es la contribución de Eureka para el Carnaval de la Física VII, este mes coordinado por Manu Arregi, del blog El Navegante)

Las supernovas de Tipo II son uno de los fenómenos más energéticos conocidos por el hombre y las causantes de que en el Universo existan elementos pesados como el hierro de nuestra sangre o el oro de nuestros bancos. Pero entender cómo la implosión del núcleo de una estrella supergigante se transforma en una explosión no es nada sencillo, ni siquiera usando los modelos numéricos más refinados y los superordenadores más potentes.

La última simulación que podemos ver ha sido realizada por investigadores del Max Planck Institut. A diferencia de la mayoría de modelos, podemos ver el colapso del núcleo estelar en tres dimensiones, lo que nos permite apreciar cómo partes del interior salen disparadas cual proyectiles atravesando el resto de la estrella que se desmorona. Debemos recordar que la estructura del núcleo de una estrella a punto de explotar como supernova se asemeja a una cebolla con distintas capas. El fin de la estrella comienza con la creación de un núcleo de hierro en su centro, ya que la fusión de este elemento absorbe más energía de la que libera, por lo que no puede detener el colapso de un núcleo con una masa que supera el límite de Chandrasekhar.


Modelo de colapso simple del núcleo de una estrella supergigante. La onda de choque de rayos gamma y neutrinos que convierte la implosión en explosión está representada por el color rojo (Wikipedia).

Las simulaciones simples -en 2D- del colapso y posterior explosión no logran explicar satisfactoriamente la alta velocidad de los trozos de núcleo que salen expulsados hacia el exterior, algo que se pudo observar por primera vez de forma indirecta en la famosa supernova SN 1987A. Al igual que en el caso de esta supernova, la estrella progenitora simulada en este trabajo es una supergigante azul con una masa de 15,5 veces la del Sol


No es un cerebro, sino el núcleo de una supernova 0,5 segundos después del rebote siendo acelerado por los neutrinos. El halo azul es la onda de choque. Los demás colores marcan la distribución de entropía por nucleón. (Max Planck).


El núcleo de la estrella visto desde dos perspectivas 350 (arriba) y 9000 segundos (abajo) después. El carbono está representado por el color verde, el oxígeno por el rojo y el níquel por el azul. Podemos ver como trozos de oxígeno y níquel atraviesan el núcleo (Max Planck).


El núcleo 9000 segundos después del rebote. El níquel se aprecia en azul y el oxígeno en rojo.

En el caso de este modelo, los pedazos de núcleo que se observan sí concuerdan bastante bien con las velocidades medidas (unos 4500 km/s), aunque hay que recordar que no deja de ser una aproximación genérica a uno de un suceso tremendamente complejo.

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5 Comentarios

  1. ¿Son este tipo de simulaciones las que usan magnetohidrodinámica? He oído generalidades sobre la técnica, pero nunca indagué suficiente como para saber detalles.

    Las últimas imágenes tienen un poco de pinta de arte abstracto 🙂 Muy interesantes, gracias por la reseña.

  2. Según el paper, los autores usaron el software PROMETHEUS, un código de simulación hidrodinámica, con la ecuación de estado de varios gases degenerados y relativistas. Las reacciones de fusión en las distintas capas no se simularon para simplificar los cálculos.

    Un saludo.

  3. El hierro no es problema, es elemento último en la cadena de fusión que genera energía. Vamos es el callejón sin salida. El resto de átomos más pesados que se tienen son energéticamente deficientes y se generan en la explosión de una ¿nova?/supernova.

    Saludos y gracias por tus artículos.

  4. las supernovas son casi las mas grandes explociones pero la ke mas ha sido grande y me ha gustado es la explocion BIG BAN la mas grande explocion de todo el universo segun se yo fue la primera explocion y fue la ke creo el universo bueno eso es lo ke se yo

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Por Daniel Marín, publicado el 11 mayo, 2010
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