Descubren los restos de una estrella destrozada por una doble detonación

A partir de las observaciones realizadas con el llamado Telescopio Muy Grande, ubicado en Cerro Paranal (Chile) y perteneciente al Observatorio Europeo Austral (ESO), un grupo de astrónomos ha certificado que existen estrellas que pueden terminar su larga vida de forma violenta mediante dos estallidos encadenados.

El hallazgo ha sido posible gracias al análisis detallado de la luz emitida por el objeto SNR 0509-67.5, que es lo que resta de una supernova (este es el nombre genérico que se utiliza para denominar a las explosiones que acaban con determinadas categorías de estrellas). Los modelos teóricos para este tipo de fenómenos predicen una única detonación, pero se sospechaba de la existencia de una variedad de supernovas en las que un primer estallido desencadena el cataclismo final. Sin embargo, hasta ahora nunca se había podido encontrar ninguna prueba directa de ello.

Dado que las supernovas son ampliamente utilizadas en el ámbito de la astronomía para estimar distancias en el universo, el reciente descubrimiento tiene una gran importancia para poder refinar este método de cálculo.

¡Supernova!

A diferencia de los astros muy masivos, los de masa similar al Sol envejecen lentamente y no estallan al final de sus vidas. En las últimas fases de su existencia, estas estrellas se expanden extraordinariamente y, finalmente, eyectan hacia el espacio gran parte del material que las compone. Así se convierten en enanas blancas, unos objetos pequeños (del tamaño de un planeta como la Tierra) muy densos y calientes, y compuestos principalmente por carbono (el resultado de la última reacción de fusión nuclear que ha tenido lugar en su interior).

Sin embargo, aunque el destino de una enana blanca es enfriarse lenta y progresivamente a lo largo de miles de millones de años, la presencia de una estrella compañera puede desestabilizar el proceso y provocar una enorme explosión.

Estos estallidos se conocen con el nombre de supernovas de tipo Ia, y suceden cuando una enana blanca atrae, con su gravedad, el gas de las capas más externas de un astro cercano que ha envejecido más lentamente y que se encuentra aun muy expandido. Cuando la enana blanca alcanza las 1,4 masas solares, el llamado límite de Chandrasekhar (en honor del científico de origen indio que, en la década de 1930, propuso este modelo), se desencadena una detonación termonuclear que, en cuestión de instantes, destroza el astro por completo.

¿Dos explosiones?

A pesar de que el mecanismo descrito anteriormente para las supernovas de tipo Ia sería el más frecuente, los astrónomos habían reunido, durante años, sospechas sobre la posible existencia de un modelo de doble explosión.

Según este esquema alternativo, a medida que el material de la estrella expandida cae sobre la enana blanca, ésta podría verse envuelta en una capa compuesta por helio que sería inestable y que provocaría un primer estallido.

Con ello, se produciría una onda de choque que se desplazaría rápidamente hacia el interior de la enana blanca, presionando el núcleo del objeto y generando la explosión final que la destruiría. De este modo, la generación de la supernova podría acontecer antes que se hubiese alcanzado el límite de Chandrasekhar.

La confirmación

A pesar de estas sospechas, hasta ahora no se había encontrado ninguna prueba visual que demostrase la validez del modelo de la doble explosión. Aun así, los científicos habían desarrollado, recientemente, un método de detección que debería permitir la identificación de esta clase tan especial de supernovas. En concreto, los dos estallidos deberían generar sendas capas de calcio que podrían observarse en los restos en expansión.

Y esto es justamente lo que se ha hallado al analizar la radiación emitida por el remanente de supernova SNR 0509-67.5, un objeto aun caliente y situado a unos 160.000 años luz de distancia en la Gran  Nube de Magallanes (una galaxia satélite de la nuestra).

Para ello, el grupo responsable del descubrimiento ha empleado el instrumento MUSE que se halla instalado en el Telescopio Muy Grande que la ESO posee en Chile. Este equipo es capaz de descomponer la luz que se recibe de un objeto cósmico para encontrar huellas, en la radiación, que delaten la presencia de determinados compuestos químicos.

Tal como ha señalado Ivo Seitenzahl, responsable de las observaciones y que formaba parte del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg (Alemania) en el momento en el que se llevó a cabo el trabajo, el resultado obtenido demuestra que “las enanas blancas pueden explotar mucho antes de alcanzar el famoso límite de masa de Chandrasekhar, y que el mecanismo de doble detonación ocurre en la naturaleza”.

Faros del universo

Las supernovas de tipo Ia son fenómenos de alto interés para la ciencia. A partir del estudio de la evolución de la luz que se genera en estas explosiones, los astrónomos pueden estimar la distancia a la que se hallan las galaxias en donde se han producido. Como, además, la enorme potencia de las detonaciones hace que puedan ser percibidas desde muy lejos, las supernovas Ia se han convertido en la base de uno de los mecanismos más empleados no sólo para calcular distancias en el universo, sino también para analizar el ritmo con el cual se expande el cosmos.

Precisamente, es esta gran utilidad lo que hace que sea tan importante tratar de entender, cada vez mejor, cómo se desarrollan los procesos físicos que ponen fin a la vida de ciertas estrellas y que acaban conduciendo hasta estos acontecimientos tan espectaculares que llamamos supernovas.