23 de marzo de 2009

Observan la mayor estrella en explosión vista hasta ahora

Imagen: NASA/ESA/A. Gal-Yam (Weizmann I. S., Israel)

En la primera observación de este tipo, los científicos del Instituto Weizmann de la Ciencia, de Israel, y la Universidad Estatal de San Diego, Estados Unidos, fueron capaces de ver qué ocurre cuando explota una estrella de un tamaño 50 veces el del Sol. A medida que siguieron la pista del espectacular evento, se dieron cuenta que la mayoría de la masa de la estrella colapsó sobre sí misma, dando como resultado un gran agujero negro. La explosión observada, llamada supernova SN 2005gl, se vio en la galaxia espiral NGC-266 el 5 de octubre de 2005. Antes de la explosión las imágenes de archivo de Hubble, tomadas en 1997, revelan el progenitor como una fuente luminosa con una magnitud absoluta de -10,3.

Si bien las explosiones de estrellas - supernovas - han sido vistas con todos los elementos de detección, desde el ojo hasta la investigación de alta tecnología con satélites, no había una observación directa de qué ocurre cuando estalla una estrella enorme. El Dr. Avishay Gal-Yam, de la Facultad de Física del Instituto Weizmann, y el Prof. Douglas Leonard, de la Universidad Estatal de San Diego, recientemente localizaron y calcularon la masa de una estrella gigantesca al borde de la explosión, siguiéndola con observaciones durante la explosión y sus secuelas. Sus conclusiones han dado apoyo a la teoría reinante que afirma que las estrellas que van desde decenas a centenares de veces la masa del Sol, terminan todas como agujeros negros.

El final de una estrella está predeterminado desde el nacimiento por su tamaño y por la "planta de energía" que la mantiene brillante durante su vida. Las estrellas, entre ellas el Sol, están alimentadas por la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio bajo el intenso calor y la presión del interior de sus núcleos. Un núcleo de helio es un poco más ligero que la suma de las masas de los cuatro núcleos de hidrógeno que van a hacerlo y, a partir de la teoría de Einstein de la relatividad (E = MC^2), sabemos que el sobrante de masa se libera como energía.

Cuando las estrellas como el Sol terminan su combustible hidrógeno, ellas se queman relativamente tranquilas en un soplo de expansión. Pero una estrella que es ocho o más veces mayor que el Sol tiene un final mucho más dramático. Después que la fusión nuclear de hidrógeno se agota, continúa la producción de elementos más pesados en las diferentes capas de la estrella. Cuando este proceso llega al punto en que el núcleo de la estrella se ha convertido en hierro, ocurre otro fenómeno: bajo el enorme calor y la presión del centro de la estrella, los núcleos de hierro se quiebran en sus componentes de protones y neutrones. En algún punto, esto hace que el núcleo y la capa más próxima colapsen, lanzando el resto del material de la estrella rápidamente hacia el espacio en el estallido de una supernova.

Una supernova libera más energía en unos pocos días que la que el Sol liberará en toda su vida, y la explosión es tan brillante que aunque se produzca a unos centenares de años luz de distancia se la puede ver desde la Tierra, incluso durante el día. Mientras que las capas exteriores de una supernova iluminan el Universo con deslumbrantes fuegos artificiales, el núcleo de la estrella colapsa más y más. La gravedad creada en este colapso se vuelve tan intensa que los protones y los electrones se juntan para formar neutrones, y el núcleo de la estrella se reduce de una esfera de unos 10.000 kilómetros a otra con una circunferencia de apenas 10 kilómetros. Una caja llena de material de esta estrella puede pesar tanto como toda la Tierra. Pero cuando la explosión de la estrella es 20 veces la masa del Sol o más, los científicos dicen que su fuerza gravitatoria se vuelve tan poderosa que incluso las ondas de luz se mantienen en su sitio. Esa estrella - un agujero negro - es invisible a todo intento o propósito.

Hasta ahora, ninguna de las estrellas supernovas que los científicos habían logrado medir había superado una masa de 20 veces el Sol. Gal-Yam y Leonard estuvieron viendo una región específica del espacio utilizando el telescopio Keck en Mauna Kea, Hawaii, y el telescopio espacial Hubble. Identificando la estrella próxima a explotar calcularon que su masa era de 50-100 veces la del Sol. Las continuas observaciones revelaron que sólo una pequeña parte de la masa de la estrella fue lanzada por la explosión. La mayoría del material, dice Gal-Yam, fue confinado en el colapso del núcleo a medida que se incrementaba su fuerza gravitatoria. De hecho, en las sucesivas imágenes del telescopio de esa sección del cielo, la estrella parece haber desaparecido. En otras palabras, la estrella se ha convertido en un agujero negro - tan denso que la luz no puede escapar.

(jg) (saa) (mg)

Más información en:
http://wis-wander.weizmann.ac.il/