supernova de tipo ia

En un tranquilo rincón de una galaxia, donde las estrellas son escasas y viejas, de repente brilla una luz más intensa que toda una galaxia. Es una supernova de tipo Ia: una explosión termonuclear de una enana blanca que los astrónomos usan como vela estándar para medir distancias cósmicas.

El universo es un vasto y oscuro océano. Solo vemos la espuma brillante en su superficie: estrellas y galaxias. Pero en las profundidades se ocultan dos fuerzas invisibles: la materia oscura, que con su gravedad impide que las galaxias se dispersen, y la energía oscura, que, por el contrario, empuja el propio espacio, haciendo que el…

17 supernovas de la muestra ZTF DR2 se encendieron antes de lo previsto. En las primeras horas y días después de la explosión, emitieron más luz de la que predicen los modelos estándar. Los astrónomos lo comparan con una mecha: antes de que el destello cegador desgarre el cielo, una lucecita precursora recorre las capas externas.

En lo profundo del subsuelo, en el silencio de un criostato (un contenedor refrigerado), yacen cristales de plomo que una vez formaron parte de un barco romano antiguo. Este material apenas emite radiación de fondo: en dos mil años, los isótopos inestables se han desintegrado, y ahora es perfectamente puro para la caza de eventos rarísimos.

El 6 de agosto de 1181, astrónomos chinos notaron una nueva estrella en la constelación de Casiopea. Brilló durante 185 días, atenuándose lentamente, y desapareció, dejando solo un registro en los anales. Hoy en su lugar hay una caliente enana blanca (un núcleo estelar comprimido sin reacciones nucleares), calentada a decenas de miles de grados.

El cazador de luz antigua, el telescopio James Webb, apuntó sus espejos a una diminuta porción del cielo y captó un faro extraño. El objeto, con el nombre provisional beacon_1420-$$5253_{4770}$$, brilló y se apagó.

La orquesta cosmológica no se afina con un solo diapasón. Hay dos grupos de instrumentos: unos escuchan el zumbido del Universo primitivo — la radiación de fondo, otros leen las notas de galaxias maduras y supernovas.

Una estrella masiva no se apaga simplemente: explota como supernova, dejando un remanente en expansión y una estrella de neutrones que gira frenéticamente: un púlsar. En esta tormenta cósmica nacen patrones asombrosos, y el sistema «Nimbo»-«Trueno» es su deslumbrante ejemplo.

El Universo está lleno de lo invisible. Sabemos de la materia oscura por la rotación de las galaxias y las lentes gravitacionales, pero su naturaleza se nos escapa desde hace un siglo.

En la constelación de Escorpio, a 3000 años luz de la Tierra, una estrella muerta roba materia a una viva. La enana blanca en el sistema IGR J17014-4306 —una esfera superdensa de carbono y oxígeno con la masa del Sol pero el tamaño de la Tierra— arrastra hidrógeno de su estrella compañera normal.

Las supernovas de tipo Ia son los acordes finales y deslumbrantes en la sinfonía de la evolución estelar: cuando una enana blanca supera el límite predicho por Chandrasekhar, explota con tal brillo que por un instante eclipsa a toda una galaxia.

Dos estrellas agotadas del tamaño de la Tierra — pero cada una más pesada que el Sol — giran cada vez más cerca hasta que una choca contra la otra. El impacto desencadena una explosión termonuclear y nace una supernova de tipo Ia. Estos destellos sirven como faros cósmicos para medir distancias en el universo. Sin embargo, los detalles de su origen aún son motivo de debate.

Una hoguera que siempre alcanza la misma temperatura, ya sea que arrojes una cerilla al centro del tronco o enciendas varias astillas en los bordes. Algo así son las supernovas de tipo Ia: explosiones cósmicas que los astrónomos usan como regla para medir distancias en el universo.

Inflas un globo. Al principio se expande rápido, luego más lento, y de repente vuelve a acelerarse, como si alguien le diera más aire con la bomba. Eso es, precisamente, lo que parece estar ocurriendo con nuestro universo.

Una cerilla se enciende por ambos extremos. Primero arde la cabeza y, un instante después, la llama envuelve el palito de madera. Algo parecido ocurre quizás en algunas supernovas de tipo Ia, solo que en lugar de una cerilla hay una enana blanca (una estrella del tamaño de la Tierra) y en lugar de fuego, una explosión termonuclear.

El faro parpadea estrictamente una vez por segundo. Si se mueve en círculo, sus destellos llegan unas veces un poco antes y otras un poco después, delatando a un compañero invisible. Así es como los astrónomos han desenmascarado al compañero oculto de la estrella IY Lyrae. IY Lyrae es una estrella variable pulsante en el disco grueso de la Galaxia.

Dos lámparas en un escaparate: una emite una luz fría y azulada, la otra un poco más cálida y amarillenta. Así se ven aproximadamente los dos tipos de supernovas, Ib e Ic, cuando los astrónomos las observan con un telescopio.

En 1987, los astrónomos vieron el destello de una supernova en una galaxia vecina: la Gran Nube de Magallanes. Fue un regalo poco común: la explosión ocurrió lo bastante cerca como para captar no solo la luz, sino también los neutrinos (partículas casi imposibles de detectar que atraviesan la Tierra de lado a lado).

Las estrellas Be son astros que giran rápido con un brillante disco de gas. Normalmente, una estrella compañera las hace girar: la materia que fluye de la vecina enrolla a la estrella como una bala en un cañón estriado. Pero también hay estrellas Be solitarias sin pareja, cuyo origen ha sido un misterio durante mucho tiempo.

Una linterna lejana brilla a través de un cristal irregular. El cristal desvía los rayos y, en lugar de una sola lucecita, en la pared aparecen varias: unas más brillantes, otras más tenues. De manera parecida, una galaxia masiva curva la luz de una estrella que ha explotado. La explosión fue una sola, pero en las imágenes se ven cuatro puntos luminosos.

Los cosmólogos han medido la velocidad a la que se alejan las galaxias lejanas en diferentes rincones del cielo. Para ello, utilizaron dos tipos de "reglas cósmicas": cúmulos de galaxias y explosiones de supernovas de un tipo específico. Ambos métodos mostraron lo mismo: en una dirección, el universo se expande un poco más rápido que en la opuesta.

Cuando una estrella masiva agota su combustible, arroja su envoltura de hidrógeno y explota, como un último y desesperado aliento. Los astrónomos observaron una supernova de este tipo (tipo Ib).

En lo profundo de la constelación del Águila se esconde una nebulosa que parece una burbuja que se infla. La infla una diminuta estrella del tamaño de una ciudad: un púlsar que da varias vueltas por segundo y pierde energía de rotación. Normalmente, estas burbujas brillan exactamente con la intensidad que permite su púlsar.

En el interior de una estrella moribunda, antes de la explosión de la supernova, tienen lugar reacciones nucleares que determinan qué elementos químicos se dispersarán por el cosmos.

En las profundidades de la galaxia a veces nacen estrellas fugitivas. Una fuerza colosal —la explosión de una supernova— las expulsa de su lugar habitual. Una de estas vagabundas se ha encontrado recientemente: una estrella de la clase LP 40-365, un fragmento de una enana blanca que sobrevivió a una explosión incompleta.

La luz de una estrella lejana tarda miles de millones de años en llegarnos, y durante ese tiempo el universo tiene tiempo de expandirse. ¿Cómo comprobar que entendemos correctamente ese viaje?

En galaxias lejanas viven estrellas viejas que se hinchan y se enrojecen. Entre ellas hay dos grupos que parecen faros: unas acaban de encender la combustión de helio, otras ya queman carbono y oxígeno.

La gigante roja en la constelación del Cisne se ha hinchado tanto que sus capas externas fluyen hacia su vecina pequeña pero pesada: una enana blanca. El gas gira alrededor de la enana como el agua en un desagüe y cae sobre ella. Pero en CH Cygni ese flujo no es tranquilo: cada 682.5 segundos la emisión de rayos X se enciende y se apaga.

Un par de estrellas gira una alrededor de la otra. Una de ellas es una enana blanca densa, del tamaño de la Tierra pero con la masa del Sol. Su compañera es una estrella normal que transfiere materia a la enana. De vez en cuando, el gas acumulado estalla como una bomba de hidrógeno gigante, y la estrella se vuelve miles de veces más brillante durante un tiempo.

En 2013 y 2020, el mismo telescopio en Hawái observó el remanente de una estrella explosiva: Casiopea A. Las imágenes se tomaron en la luz del hierro incandescente, como si se fotografiaran corrientes invisibles de metal volando a través del espacio.

Capturaron al joven planeta AU Mic b en el momento en que se escondía detrás de su estrella. El telescopio Spitzer siguió el brillo infrarrojo: cuando el planeta desapareció, la luz total del sistema se atenuó ligeramente. La diferencia fue de solo 171 partes por millón, como una gota de tinta en diez cubos de agua.

A veces, en el bolsillo de una chaqueta vieja encuentras una entrada de cine de hace tres años. No puedes reconstruir el momento, pero sí saber a dónde fue su dueño. Algo parecido ocurre con las subenanas calientes: estrellas diminutas en una etapa tardía de su vida que brillan sobre todo en ultravioleta. Su luz es como esa entrada: habla del pasado, pero leerla no es fácil.

Cuando una estrella lejana explota, su luz viaja hacia nosotros durante miles de millones de años. Los astrónomos miden cuán tenue parece y con ello calculan la distancia. Normalmente se usan modelos complejos con energía oscura y otros misterios.

Las estrellas masivas terminan su vida con una explosión grandiosa — una supernova. Sus núcleos se comprimen en una estrella de neutrones (una esfera superdensa donde una cucharadita de materia pesa mil millones de toneladas) o en un agujero negro.

Algunas supernovas superluminosas supernovas muestran una fuerte huella de oxígeno en la luz y se expanden rápidamente, otras no. Parecían fenómenos distintos. Pero la supernova PTF12dam rompió las reglas: a medida que aumentaba el brillo su huella de oxígeno cambiaba, pasando de un tipo a otro.

Las supernovas de tipo Ia son como bombillas de la misma potencia: cuanto más tenue es la luz, más lejana está la fuente. Estas supernovas sirven para medir distancias a galaxias lejanas. Pero el polvo cósmico, como un vidrio sucio, atenúa y tiñe la luz, dificultando los cálculos precisos.

Los astrónomos utilizan las supernovas de tipo Ia —explosiones termonucleares de enanas blancas— como «candelas estándar»: durante mucho tiempo se consideró que su luminosidad máxima era la misma en todos los rincones del universo.

Una luciérnaga emite un destello que dura una diezmilmillonésima de segundo en algún lugar sobre la taiga siberiana. Ver algo así es imposible, pero la instalación TAIGA-HiSCORE, dispersa por un valle en el distrito de Tunkinsky, en Buriatia, intentaba captar precisamente esos destellos, aunque no de insectos, sino de las profundidades del cosmos.

En el puerto tranquilo de la Burbuja Local —una cavidad de gas caliente y enrarecido alrededor del Sol— ha retumbado recientemente una explosión. Una supernova estalló a decenas de pársecs de nosotros, y su eco aún resuena en los alrededores, alterando el panorama de los rayos cósmicos.