Los astrónomos han vislumbrado la estructura interna de una estrella moribunda en un tipo raro de explosión cósmica llamada “supernova altamente fragmentada”.
en un papel publicado la naturalezaSteve Schulze, de la Universidad Northwestern en EE. UU., y sus colegas describieron la supernova 2021yfj y una espesa capa de gas que la rodea.
Sus hallazgos respaldan nuestras teorías existentes sobre lo que sucede dentro de las estrellas masivas al final de sus vidas y cómo forman los componentes básicos del universo que vemos hoy.
Cómo hacen los ingredientes
Las estrellas funcionan mediante fusión nuclear, un proceso en el que los átomos más ligeros se fusionan para formar otros más pesados, liberando energía.
Fusión Ocurre en etapas Sobre la vida de una estrella. En una serie de ciclos, primero el hidrógeno (el elemento más ligero) se fusiona en helio, seguido de elementos más pesados como el carbono. Las estrellas más masivas funcionan con neón, oxígeno, silicio y, finalmente, hierro.
Cada ciclo de combustión es más rápido que el anterior. El ciclo del hidrógeno puede durar millones de años, mientras que el ciclo del silicio termina en cuestión de días.
A medida que el centro de una estrella masiva arde, el gas fuera del núcleo adquiere una estructura en capas, con capas sucesivas registrando la composición del progreso del ciclo de combustión.
Mientras todo esto sucede en el centro de la estrella, la estrella expulsa gas de su superficie, que es transportado al espacio por el viento estelar. Cada ciclo de fusión crea una capa de gas en expansión que contiene una mezcla de diferentes elementos.
La principal caída
¿Qué le sucede a una estrella masiva? mientras su núcleo está lleno de hierro? La presión y la temperatura extremas harán que el hierro se fusione, pero a diferencia de la fusión de materiales más ligeros, este proceso absorbe energía en lugar de liberarla.
La liberación de energía de la fusión es lo que mantiene a la estrella contra la fuerza de gravedad, por lo que ahora el núcleo de hierro colapsará. Dependiendo de qué tan grande fuera al principio, el núcleo que colapsa se convertirá en una estrella de neutrones o en un agujero negro.
El proceso de colapso crea un “rebote”, que envía energía y materia volando hacia afuera. Esto se llama explosión de supernova por colapso del núcleo.
La explosión iluminó previamente capas de gas desprendidas de la estrella, lo que nos permitió ver de qué están hechas las estrellas. En todas las supernovas conocidas hasta ahora, este material ha sido una capa de hidrógeno, helio o carbono, producida en los dos primeros ciclos de combustión nuclear.
Las capas internas (las capas de neón, oxígeno y silicio) se producen sólo unos cientos de años antes de que la estrella explote, lo que significa que no tienen tiempo para alejarse de la estrella.
Un misterio explosivo
Pero eso es lo que hace que la nueva supernova SN2021yfj sea tan interesante. Schulz y sus colegas descubrieron que el material exterior de la estrella proviene de la capa de silicio, la última capa justo encima del núcleo de hierro, que se forma en una escala de tiempo de meses.
El viento estelar debió haber eliminado todas las capas debajo del silicio antes de la explosión. Los astrónomos no entienden cómo un viento estelar puede ser lo suficientemente fuerte como para hacer esto.
El escenario más plausible es que estuviera involucrada una segunda estrella. Si la estrella en explosión estuviera orbitando otra estrella, su gravedad podría arrastrar rápidamente la capa profunda de silicio.
La explosión de estrellas hizo que el universo fuera lo que es hoy
Cualquiera que sea la explicación, esta visión interestelar profunda confirma nuestra teoría de los ciclos de fusión nuclear dentro de estrellas masivas.
¿Por qué es esto importante? Porque de las estrellas es de donde provienen todos los elementos.
El carbono y el nitrógeno son creados principalmente por estrellas de baja masa como nuestro propio Sol. algo Elementos pesados como el oro. Los neutrones se crean en el entorno exterior de estrellas en colisión y fusión.
Sin embargo, el oxígeno y otros elementos como el neón, el magnesio y el azufre provienen principalmente de supernovas de colapso del núcleo.
Somos lo que somos gracias al funcionamiento interno de las estrellas. El universo cambia constantemente debido a la constante producción de material estelar. Las estrellas y planetas que se formaron posteriormente son muy diferentes de los que se formaron antes.
Cuando el universo era joven había muy poco material “interesante”. Todo funcionó de manera un poco diferente: las estrellas ardían más calientes y más rápido, y los planetas se formaban menos, de manera diferente o no se formaban en absoluto.
Comprender cuántas supernovas explotan y exactamente qué expulsan al espacio interestelar es una pregunta importante sobre por qué nuestro universo y nuestro mundo son como son.
