Así es una supernova: la explosión estelar capaz de brillar más que una galaxia entera

MadridAlgunas estrellas terminan su vida con una explosión tan violenta que, durante días o incluso semanas, pueden brillar más que la galaxia entera en la que se encuentren. A ese estallido se le llama supernova, uno de los fenómenos más energéticos y decisivos del universo. No solo marca el final de una estrella: también dispersa elementos químicos, comprime nubes de gas, deja restos extremos como estrellas de neutrones o agujeros negros y ayuda a sembrar el material con el que más tarde pueden formarse nuevas estrellas, planetas e incluso vida.

La NASA define una supernova como la mayor explosión que los humanos han visto en el espacio. Estas explosiones pueden ser tan brillantes que pueden llegar a eclipsar temporalmente la luz de galaxias completas y después se desvanecen durante semanas o meses. ESA/Hubble también señala que, en su punto máximo, una supernova puede superar el brillo de toda una galaxia y expandirse hasta llegar a alcanzar diámetros de varios años luz.

No todas las estrellas mueren así

El Sol, por ejemplo, no tiene masa suficiente como para explotar como supernova. Dentro de miles de millones de años se convertirá en una gigante roja, perderá sus capas externas y dejará atrás una enana blanca. Para que una estrella pueda terminar en una supernova de colapso del núcleo, normalmente debe ser mucho más masiva que el Sol.

Las supernovas de colapso de núcleo se producen cuando una estrella gigante agota el combustible nuclear que sostiene su interior. Mientras la estrella fusiona elementos en su núcleo, la presión generada por esa energía compensa la gravedad. Pero cuando el combustible se acaba y el núcleo ya no se puede sostener, la gravedad gana la partida. El centro de la estrella colapsa de forma brutal y las capas externas salen despedidas en una explosión inmensa.

Ese proceso puede dar lugar a distintos tipos de supernova, clasificados según los elementos que aparecen en su espectro. Las de tipo II conservan hidrógeno en sus capas externas, mientras que las de tipo Ib o Ic proceden de estrellas masivas que han perdido parte de sus envolturas antes de explotar.

La otra gran vía: una enana blanca descontrolada

También existe otra familia esencial: las supernovas de tipo Ia. En este caso no explota una estrella masiva en pleno colapso, sino una enana blanca, el núcleo denso que queda después de la muerte de una estrella parecida al Sol. Si esa enana blanca forma parte de un sistema binario, puede robar material a una estrella compañera o interactuar con otra enana blanca. Si acumula demasiada masa, se desencadena una explosión termonuclear que terminaría destruyendo la estrella.

Este tipo de supernova es especialmente importante para la cosmología. Como muchas supernovas Ia tienen brillos intrínsecos parecidos, los astrónomos las han utilizado como “candelas estándar” para medir distancias cósmicas. De hecho, fueron fundamentales para descubrir que la expansión del universo se está acelerando, una observación que llevó al concepto de energía oscura.

Una explosión que empieza como una implosión

En una supernova de colapso de núcleo, la imagen más intuitiva, una estrella que simplemente estalla hacia fuera, se queda corta. Antes de la explosión hay una implosión. El núcleo se hunde sobre sí mismo en fracciones de segundo. La materia alcanza densidades extremas, los protones y electrones pueden combinarse para formar neutrones y se libera una cantidad enorme de energía, en gran parte en forma de neutrinos.

Después, una onda de choque atraviesa las capas exteriores de la estrella y las expulsa al espacio. Lo que desde fuera vemos como una explosión luminosa es la consecuencia final de ese derrumbe interior. Por eso, una supernova se puede considerar un cambio físico radical en el estado de una estrella.

Después del colapso, el núcleo puede estabilizarse como una estrella de neutrones o seguir hundiéndose hasta formar un agujero negro si la masa restante es suficientemente grande. ESA describe las estrellas de neutrones como restos ultradensos formados en los últimos momentos de estrellas muy masivas, cuando sus capas externas son expulsadas en una supernova.

¿Por qué pueden brillar tanto?

La clave del brillo está en la energía liberada y en la forma en que esa energía se transforma en luz. Durante la explosión, la onda de choque calienta el material expulsado, y los elementos radiactivos generados en el proceso, como el níquel-56, también ayudan a alimentar el brillo posterior al desintegrarse. La supernova se convierte de esa manera en una fuente temporal de luz extraordinariamente intensa.

Una supernova puede irradiar, en un intervalo breve, tanta energía como el Sol podría emitir durante toda su vida. Por eso, un solo punto luminoso puede destacar sobre el fondo de miles de millones de estrellas de una galaxia lejana. No porque la estrella sea más grande que la galaxia, sino porque libera en muy poco tiempo una cantidad descomunal de energía.