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jueves, 21 de febrero de 2019

Supernovas - Parte 2

CVM 21 de febrero de 2019 |
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Las supernovas son eventos que no pueden predecirse con exactitud, no se sabe cuándo será la siguiente, lo que si se sabe por medio de aproximaciones es cuando podría ocurrir alguna, aunque estas estimaciones apuntan a rangos de años muy amplios que van de cientos hasta miles y aunque se habla de que en nuestra galaxia ocurren en promedio cuatro supernovas cada siglo no se ha vuelto a ver alguna desde el año 1604.

Candidatas a supernova


Para que una estrella termine como supernova debe cumplir con ciertas características como masa y edad.

Las estrellas muy masivas finalizan su periodo de vida como supernovas cuando éstas agotan su combustible y explotan, estrellas medianas como el Sol no llegan a este extremo pues su masa es insuficiente para provocar tal explosión, pero aquellas estrellas clasificadas como supergigantes si y es por ello que al calcular la masa de las estrellas que nos rodean los astrónomos pueden determinar que estrellas son los suficientemente masivas como para explotar a tal magnitud.

Otro factor deterministico es la edad aunque está intrínsecamente relacionado con la masa, aquellas estrellas muy viejas son las principales candidatas a convertirse en supernovas siempre y cuando sean, al mismo tiempo, lo suficientemente masivas.

Pero no solo las estrellas viejas, cuando una estrella es exageradamente masiva, digamos una supergigante azul o una hipergigante azul, ésta consume su combustible mucho más rápido que estrellas de masa mediana y por consiguiente su periodo de vida es mucho más corto explotando como supernova en menos tiempo, en otras palabras una hipergigante azul moriría en menos años que una gigante azul.


■ Supergigante Roja

Este es el principal tipo de estrella que puede terminar como supernova, las estrellas que se encuentran en fase Supergigante roja, son estrellas muy viejas que están en la etapa final de su vida, pero como éstos periodos duran miles de millones de años no se sabe cuándo podrían explotar, solo se sabe que podría ser en cualquier momento o podrían pasar unos miles de años.

Entre las principales estrellas que están en esta fase tenemos a:

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Comparación entre Antares (Izquierda) y el Sol (Derecha)

• Antares: La principal estrella de la constelación Escorpión, es una supergigante roja ubicada a una distancia de 550 años luz cuya masa oscila entre las 15 y 18 masas solares mientras que su radio ronda los 800 radios solares. Tiene tanta masa que los astrónomos creen que tras su explosión la estrella dejará una estrella de neutrones o en un caso extremo un agujero negro, pero para ello tendrá que pasar mucho tiempo, al menos un millón de años.


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Betelgeuse en la constelación de Orión

• Betelgeuse: Una supergigante roja perteneciente a Orión, es, al igual que Antares, la estrella principal de su constelación, se localiza a unos 640 años luz, su masa es de unas 18 masas solares con un radio que supera los 800 radios solares. Actualmente se encuentra en su fase final y se cree que se convertirá en supernova en unos cien mil años. Finalmente dada su masa la estrella dejará como remanente una enana blanca.


• KY Cygni: Como su nombre lo sugiere, esta estrella pertenece a la constelación del Cisne, es una supergigante aun mayor que Betelgeuse, se localiza a unos 5,200 años luz de la Tierra, es tan grande que está en el límite de las supergigantes pues las estrellas que la superan ya son consideradas hipergigantes.

Su diámetro es unas 1,400 veces el del Sol por lo que si estuviera en el lugar de éste, la estrella se extendería más allá de la órbita de Júpiter. Su masa es de unas 25 masas solares, es decir, es muy masiva y a consecuencia de ello se convertirá en supernova que dejará como resultado una estrella de neutrones o quizá un agujero negro.


■ Hipergigante roja

Más allá de las supergigantes rojas se encuentran las denominadas hipergigantes rojas, estrellas cuya masa excede los límites de la comprensión, son las estrellas (junto con las hipergigantes azules, blancas y amarillas) más grandes y masivas del universo, estas estrellas finalizan su periodo vital como poderosas supernovas que alcanzan luminosidades tales como una galaxia entera, algunos ejemplos son:

• UY Scuti: Esta es una hipergigante roja, de hecho es la estrella más grande conocida hasta la fecha, su radio se calcula entre 192 y hasta 1700 radios solares, es decir, es enorme, si estuviera en lugar de nuestro Sol su diametro sería tan extenso como la órbita de Saturno. Se calcula que la estrella tiene entre 7 y 10 masas solares y se localiza a unos 9,500 años luz en la constelación de Escudo.

Actualmente se calcula que la estrella fusiona en su núcleo elementos como Litio, Carbono, Oxígeno, Neón y Silicio, y que lo seguirá haciendo por el próximo millón de años hasta que consuma éstos elementos y comience a producir Hierro, elemento que es muy pesado lo que provocará la inestabilidad de la estrella y como consecuencia explotará como supernova.

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VY Canis Majoris comparada con el Sol

• VY Canis Majoris: Se trata de otra hipergigante que en su momento fue la más grande descubierta, hasta que se detectaron otras más grandes. Localizada a unos 3,840 años luz su radio se calcula entre 120 y 1420 radios solares y su masa entre 8 y 17 masas solares.


• KW Sagittarii: Extremadamente lejana pertenece a la constelación de Sagitario y se encuentra a unos 9,800 años luz, por lo que pese a ser 370 mil veces más brillante que el Sol es invisible a simple vista, su diámetro se calcula en unas 1,400 veces el del Sol. Muy probablemente esta estrella termine por convertirse en agujero negro luego de su muerte.

• V354 Cephei: Otra estrella extremadamente lejana, una hipergigante azul perteneciente a la constelación de Cefeo, se localiza a unos 9,000 años luz de la Tierra lo que imposibilita calcular su masa, aunque se cree que su tamaño es de aproximadamente 1,500 radios solares, es decir, su tamaño superaría la órbita de Júpiter.

Sin lugar a dudas ser testigo de una supernova debe ser algo sorprendente, quizá sea el fenómeno observable más sorprendente del universo no solo por su baja frecuencia sino por lo que representa, la muerte de una estrella.

lunes, 18 de febrero de 2019

Supernovas - Parte 1

CVM 18 de febrero de 2019

Para comprender qué es una Supernova, hay que conocer el periodo evolutivo de una estrella, desde su nacimiento hasta su muerte, proceso que lleva miles de millones de años. La nova o supernova es la fase final, no de todas, sino de algunas estrellas, ya que solo aquellas con la masa suficiente alcanzan este estado. Antes de continuar con este artículo sugeriría leer el llamado Evolución Estelar donde podrás leer cómo se forman y mueren las estrellas.

Como sabemos, las estrellas se forman a partir de nubes de gas y polvo que con ayuda de la gravedad se compactan hasta formar, luego de miles de años, esas enormes esferas brillantes que conocemos como estrellas. Debido a que el tamaño y masa de la estrella resultante es directamente proporcional a la masa de la nube de la cual se forma es que las estrellas adoptan diferentes tamaños, las hay medianas como nuestro Sol, más pequeñas como Próxima Centauri y las hay mucho más grandes que son aquellas que al finalizar su periodo de vida se convierten en novas o supernovas.

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Recreación artística de una supernova
Una supernova es la explosión de una estrella, cuando una estrella consume todo su combustible se colapsa sobre si misma ya que la energía que la mantiene encendida se termina, consecuentemente se vuelve inestable y termina por expulsar sus capas al exterior mediante una violenta explosión, que dependiendo de su masa puede ser una Nova, Supernova o Hipernova, siendo ésta última la más poderosa de todas.

La supernova es uno de los eventos astronómicos más sorprendentes del universo, cuando una estrella explota, su explosión puede observarse a miles o millones de años luz, es tan brillante su luminosidad se equipara a la de una galaxia, aunque por un periodo breve de tiempo. Dependiendo de su magnitud y cercanía una supernova puede ser vista desde la Tierra incluso de día y mantenerse observable por varios meses antes de dejar de visible a simple vista.

Dado que las galaxias contienen millones de estrellas, cada una en diferente estado evolutivo, es decir, estrellas jóvenes, maduras y moribundas, es que cada cierto tiempo se produce una supernova, cada vez que muere una estrella muy masiva, no solo en nuestra galaxia sino también en galaxias vecinas, sin embargo dada la lejanía de las mismas una supernova producida en una galaxia vecina no es tan sorprendente como una que se produzca en nuestra propia galaxia, ya que de producirse en nuestra galaxia la supernova es visible a simple vista, mientras que si se produce en otra galaxia es necesaria la ayuda de instrumentos como telescopios ópticos para poder observarla.

En la época moderna estos eventos, localmente hablando (nuestra galaxia), han sido muy raros y desgraciadamente no hemos tenido suerte en poder contemplar uno desde hace algunos siglos pues la última supernova observada fue en el año 1604.


■ Supernovas en el pasado

• SN 1054

Una de las supernovas mas antiguas de la que se tiene registro es la ocurrida en el año 1054 conocida como SN 1054, esta fue una supernova visible desde la Tierra y que observadores chinos y árabes dejaron registros en los que describían tal explosión que se mantuvo visible por hasta 653 noches, es decir, pudo verse por casi 2 años, así de sorprendentes son estos eventos.

Aunque el estallido de la supernova dura poco tiempo, relativamente hablando ya que puede prolongarse hasta varios meses, una vez que deja de ser visible el evento continúa, tras la supernova se forma una nube de gas y polvo que con los años se va expandiendo formando una Nebulosa que puede ser observable durante miles de años aunque con ayuda de telescopios, a esta nebulosa se le conoce como remanente, ya que es el residuo de lo que alguna vez fue una estrella.

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Nebulosa del Cangrejo
Actualmente al remanente de la supernova SN 1054 se le conoce como Nebulosa del Cangrejo y puede ser observada con un telescopio debido a que es muy brillante, se localiza a unos 6,300 años luz de la Tierra en dirección de la constelación de Tauro, tiene un diámetro seis años luz y aunque han pasado casi mil años desde que se produjo, esta nebulosa se sigue expandiendo a una sorprendente velocidad de 1,500 km/s.


• SN 1572

Otra supernova de la que se tiene registro es la que se produjo en el año 1572, esta supernova es famosa ya que fue obervada por el célebre astrónomo danés Tycho Brahe el 11 de noviembre de 1572 y aunque Tycho no fue el primero en observarla, si fue quien publicó las mejores observaciones desde su aparición donde detalla la evolución de la misma por ello es que hoy se le conoce como Nova Tycho o estrella de Tycho.


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Estrella de Tycho
Esta supernova fue tan sorprendete que era incluso más brillante que Venus y estudios recientes apuntan a que dicha explosión fue producida por un sistema estelar binario, es decir, dos estrellas y pudo observarse por 16 meses. Actualmente su remanente es una nebulosa ubicada a una distancia de 7,500 años luz en la constelación de Casiopea.


• SN 1604

A pesar de ser eventos tan poco frecuentes, bastaron 32 años desde la supernova de Brahe en 1572 para que ocurriera otra, el 9 de octubre de 1604 fue observada por primera vez la hoy conocida como Supernova de Kepler, estrella de Kepler o simplemente SN 1604.

El famoso astrónomo germano Johanner Kepler la observó el 17 de octubre e hizo un estudio dedicado a ella tan extenso y detallado que posteriormente se le dio su nombre.

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Estrella de Kepler
Esta supernova es, hasta la fecha, la última producida en nuestra propia galaxia, se produjo a una distancia de 20,000 años luz en la constelación de Ofiuco y a pesar de la enorme distancia pudo ser observada por 18 meses.

Desde entonces no ha vuelto a ocurrir un evento de este tipo en nuestra galaxia, aunque si en galaxias vecinas como es el caso de SN 1987A, una supernova producida en la galaxia Gran Nube de Magallanes a unos 168,000 años luz de la Tierra que pudo ser observada con ayuda de telescopios, posteriormente han ocurrido otras supernovas en otras galaxias pero éstas pasan desapercibidas ya que se necesitan poderosos telescopios para verlas, son solo estudiadas por la comunidad científica.

Tras cuatro siglos sin registro de un evento de este tipo, los científicos y curiosos se preguntan ¿cuándo será la próxima?, de esto hablo en el siguiente post: Supernovas - Parte 2.

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