Un equipo internacional de investigadores, liderado por astrofísicos de la Universidad Northwestern (EE. UU.), ha observado un tipo de supernova nunca visto hasta ahora: una explosión estelar rica en emisiones de silicio, azufre y argón.
Cuando las estrellas masivas llegan al final de su vida y estallan, los investigadores suelen encontrar señales claras de los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio. Sin embargo, la supernova recién identificada, llamada SN2021yfj, ha demostrado tener una huella química totalmente distinta.
Los astrónomos imaginan a las estrellas como “cebollas cósmicas”, en palabras de los autores, con capas superpuestas. Los elementos más ligeros se mantienen en la superficie y, conforme se profundiza, se encuentran capas con elementos cada vez más pesados, hasta llegar a un núcleo de hierro.
Lo sorprendente de SN2021yfj es que parece que la estrella perdió por completo sus capas externas de hidrógeno, helio e incluso carbono, dejando al descubierto capas internas ricas en silicio y azufre justo antes de explotar.
Esto supone una prueba directa de esa estructura interna en capas que hasta ahora solo se había teorizado, y ofrece una ventana inédita al corazón de una estrella masiva, en los momentos previos a su muerte, según el artículo que publica la revista Nature.
«Es la primera vez que vemos una estrella reducida, literalmente, hasta el hueso«, explica Steve Schulze, el investigador principal del estudio. «Esto demuestra que las estrellas no solo pueden perder parte de sus envolturas antes de morir, sino que pueden quedar completamente ‘peladas’ y aun así generar un estallido brillante que se observa a distancias enormes”.
«Este evento es tan extraño que al principio pensamos que quizá habíamos observado el objeto equivocado», añade otro de los investigadores, Adam Miller. «Esta estrella nos está diciendo que nuestras ideas sobre cómo evolucionan las estrellas son demasiado rígidas. La naturaleza parece tener caminos más exóticos para poner fin a la vida de las estrellas masivas, y apenas estamos empezando a descubrirlos».
Las estrellas masivas, con entre 10 y 100 veces la masa del Sol, funcionan gracias a la fusión nuclear. En su núcleo, el calor y la presión extremos fusionan átomos ligeros, creando otros más pesados. Con el tiempo, ese ‘horno’ va quemando sucesivamente materiales cada vez más pesados en capas superpuestas, hasta formar un núcleo de hierro. Cuando ese núcleo colapsa, se desencadena una supernova o, en otros casos, el nacimiento de un agujero negro.
Aunque los astrónomos ya sabían que algunas estrellas pierden capas antes de estallar, ninguna había mostrado una pérdida tan radical como la de SN2021yfj. En observaciones anteriores, las llamadas ‘estrellas despojadas’ habían revelado solo capas de helio, carbono u oxígeno. Nunca se había logrado observar una capa tan profunda. El hecho de que esto ocurriera indica que detrás de este fenómeno hubo un proceso mucho más violento y extremo de lo que se pensaba.
En otras ‘supernovas despojadas’” —aquellas que han perdido sus capas más externas antes de explotar— los astrónomos suelen detectar principalmente helio, carbono, nitrógeno y oxígeno. Pero en este caso ocurrió algo completamente distinto: el espectro de la supernova estaba dominado por señales muy potentes de silicio, azufre y argón. Estos elementos pesados se forman en las profundidades de una estrella masiva gracias a la fusión nuclear, y solo aparecen durante las últimas fases de su vida.
Los investigadores creen que la explicación más probable es que la estrella se autodestruyó lentamente desde dentro. Al final de su vida, su núcleo fue colapsando bajo la presión de su propia gravedad, haciéndose más denso y alcanzando temperaturas cada vez más extremas.
Ese calor y densidad desatados reactivaron las reacciones nucleares en cadena con una fuerza descomunal. El resultado fue una enorme liberación de energía que empujó al espacio exterior las capas más superficiales de la estrella.