Supernovas

Uno de los fenómenos energéticos más conocido es una supernova. Esto ocurre al final de la vida de una estrella, cuando su combustible nuclear se agota y ya no es apoyado por la fuerza nuclear de su interior. Si la estrella es masiva, su núcleo se derrumba y, al hacerlo, produce una gran cantidad de energía. Esto hará que una onda de choque que expulsa la estrella sobre el espacio sea descomunal. El resultado de la transformación puede ser, en algunos casos, estrella de neutrones que se puede observar muchos años después como un púlsar de radio.
Si bien muchas supernovas se han observado en las galaxias cercanas, son raros acontecimientos relativamente cercanos a nuestra propia galaxia. El último en ser visto era la estrella de Kepler en 1604. Este remanente ha sido estudiado por muchos satélites de la astronomía de rayos-X. Hay sin embargo muchos remanentes de explosiones de supernovas en nuestra galaxia, que son vistos como los rayos X. Otro famoso remanente es el de la Nebulosa del Cangrejo que explotó en 1054. En este caso se ve un púlsar que gira 30 veces por segundo y emite un haz rotatorio de rayos X como un faro. Otro remanente de supernova es el lazo de Cygnus.
Una supernova es una estrella en explosión que puede convertirse en miles de millones de veces más brillante que el sol desapareciendo gradualmente de la vista. En su brillo máximo, la estrella que explotó podría superar la luminosidad de toda una galaxia. La explosión produce una gran nube de polvo y gas hacia el espacio. La masa del material expulsado podrá ser superior a 10 veces la masa del sol.
Los astrónomos reconocen dos tipos de supernovas - Tipo I y Tipo II. Las supernovas de tipo I, están presentes en ciertas estrellas binarias. Una estrella binaria es un par de estrellas que están muy juntas. Las de tipo I se producen probablemente en los sistemas binarios en los que una de las estrellas es una estrella pequeña y densa llamada enana blanca. Si las dos estrellas están lo bastante cerca ima de la otra, la atracción gravitatoria de la enana blanca atrae en masa de la compañera más grande. Cuando la enana blanca alcanza una masa alrededor de 1,4 veces la del sol, se colapsa y explota.

Una supernova de tipo II resulta de la muerte de una estrella mucho más masiva que el sol. Cuando una estrella empieza a quemar todo su combustible, su núcleo se colapsa rápidamente. Una tremenda energía se libera de repente en forma de neutrinos y en radiación electromagnética. Esta energía hace que la estrella estallé en una supernova.

La mayoría de las supernovas llegan a un brillo máximo en unos días intensificandose durante varias semanas. Algunas se desvanecen en pocos meses. Otras se desvanecen en un período de años. Las supernovas también difieren en la cantidad y composición del material que expulsan.

Las supernovas también pueden dejar atrás diferentes Tipos de Materiales. Después de algunas explosiones de supernovas, sigue habiendo una densa estrella pequeña compuesta principalmente de neutrones o tal vez de las partículas elementales llamadas quarks. esta estrella se llama estrella de neutrones. De rotación rápida, altamente magnetizadas las estrellas de neutrones se denominan púlsares. Después de una explosión, un objeto invisible llamado un agujero negro puede surgir. Un agujero negro tiene tal gravedad y fuerza que ni siquiera la luz puede escapar de ella. En algunos casos, no hay nada que quede después de una explosión de supernova.

Los científicos creen que las supernovas han creado todos los elementos más pesados como el hierro, oro y uranio, que se encuentran en la tierra y se han detectado en los objetos fuera del sistema solar.

En 1054, los astrónomos chinos registraron una supernova tan brillante que fue visible durante el día. La explosión dejó un pulsar y una enorme nube de gas y polvo conocido como la Nebulosa del Cangrejo, que todavía pueden verse hoy en día.

En 1987, una supernova de tipo II se hizo visible en la Gran Nube de Magallanes, la galaxia más cercana a la Vía Láctea. Fue la primera supernova visible a simple vista. en casi 400 años. Podría ser visto sólo desde el hemisferio sur.
Las supernovas se dividen en dos tipos básicos:

Tipo Ia. Estos son el resultado de algunas estrellas binarias en las que una de las dos, la enana blanca está consumiendo materia de un compañero. Cuando la masa de una enana blanca que su núcleo alcanza una densidad crítica de 2 x 10 9g / cm 3, es suficiente para dar lugar a una fusión incontrolada de carbono y oxígeno, detonantes de la estrella.
Tipo II. Estas supernovas se producen al final de la vida de una estrella, cuando su combustible nuclear se agota y ya no es apoyado por la liberación de la energía nuclear. Si la estrella de núcleo de hierro es lo suficientemente masiva luego colapsa y explota en una supernova.
Sin embargo, este tipo de supernovas fueron clasificadas originalmente basados en la existencia de hidrógeno en las líneas espectrales : Tipo Ia no muestran líneas de hidrógeno, mientras que el Tipo II si.

Las estrellas masivas tienen atmósfera, mayormente de hidrógeno, mientras que las estrellas enanas blancas no tiene atmosfera. Sin embargo, si de principio la estrella expulsa el hidrógeno de su atmósfera en el momento de la explosión, entonces tampoco se mostrarán las líneas espectrales de hidrógeno. Estas supernovas son a menudo llamados supernovas de tipo Ib, a pesar de formar realmente parte de la clase II. En cuanto a esta discrepancia entre nuestra clasificación moderna (basada en una verdadera diferencia en la forma en que las supernovas explotan), y la clasificación histórica (sobre la base de las primeras observaciones) muestra cómo las clasificaciones en la ciencia puede cambiar con el tiempo a medida que comprendamos mejor el mundo natural.

Para las supernovas de tipo II, los flujos de masas en el núcleo de hierro de la estrella producen la fusión nuclear . Una vez que el centro ha ganado mucho en masa de manera que no puede soportar su propio peso, el núcleo implosiona . Esta implosión por lo general puede ser paralizada por los neutrones , las únicas cosas en la naturaleza que puede detener un colapso gravitacional. Cuando la implosión es detenida por los neutrones, la materia rebota en el núcleo de hierro, convirtiendo así de una implosión en una explosión.

Cuando el núcleo es más ligero de alrededor 5 masas solares , se cree que los neutrones detienen el colapso de la estrella creando una estrella de neutrones . Las estrellas de neutrones en ocasiones se puede observar como los púlsares o rayos-X.
Cuando el núcleo es más pesado de 5 masas solares, nada en el universo es capaz de detener el colapso del núcleo, por lo que el núcleo cae totalmente en sí mismo, creando un agujero negro , un objeto tan denso que incluso la luz no puede escapar de su fuerza gravitacional.

Para entender el fenómeno de colapso de núcleo mejor, considere una analogía con un cohete que quiere salir de la atracción terrestre. De acuerdo con la ley de Newton de la gravedad , la energía que se necesita para dos cosas completamente separadas viene dada por:
E = m GM / r

donde G es la constante gravitacional, M es la masa de la Tierra, m es la masa del cohete y r es la distancia entre ellos (el radio de la Tierra). Cuando el cohete se disparó a una velocidad v dada, su energía es:
E = 1 / 2 mv2

Para que el cohete escape del campo gravitatorio terrestre, esta energía debe ser al menos tan grande como la energía gravitatoria que se describe en la primera ecuación. Por lo tanto, para determinar si el cohete se liberará completamente de la atraccion gravitatoria de la Tierra, pusimos las dos ecuaciones iguales entre sí y despejamos v:
v = (2 GM / r) 1.2

Este resultado se conoce como la velocidad de escape. Para la Tierra, la velocidad de escape es de 11 km / seg.

Lo siguiente es imaginar el núcleo central de una estrella en la analogía anterior. Considere qué sucedería si durante el colapso del núcleo, el núcleo central se hiziera tan denso ( es decir , el radio se redujera mientras que su masa se mantiene igual) que tendriamos que viajar mas rapido que la luz para escapar. Cada vez que ocurre este fenómeno ( es decir , M básicos > ~ 5 masas solares), la supernova crea un agujero negro del núcleo de la estrella original. Ahora la velocidad de escape sería mayor que la velocidad de la luz - 300.000 km / seg.

Aunque muchas supernovas se han visto en las cercanías de las galaxias , las explosiones de supernovas son raros eventos en nuestra propia galaxia, sucede una vez cada siglo más o menos en promedio.
En 1987 hubo una explosión de supernova en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia compañera de la Vía Láctea. Supernova 1987A, está lo suficientemente cerca para observarla continuamente a medida que cambia con el tiempo.