SUPERNOVA "SN2008D" en NGC2770

Enero/2008

 Entrevista a José Mª Piña (autor del Tema), en "A día de hoy" de Alejandro Ávila en emisora "Punto Radio" el 26/05/2008

ÍNDICE

DEFINICIÓN de SUPERNOVA

¿En qué consiste una supernova?

¿Cuál es el proceso de una supernova?

¿Por qué se produce?

¿Cuanto tiempo le queda al Sol?  

¿Cada cuánto tiene lugar, la formación de una supernova?

La estrella que evolucionó a supernova, tiene una masa 30 veces superior al Sol, pero tamaño igual o incluso menor, ¿Cómo es posible?

¿Qué nos pasaría si mañana nuestro Sol explotara?

GENERICO: Tipos "II", "IIn" y "Falsas"

DESCUBRIMIENTO

CURVAS DE LUMINOSIDAD

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DEFINICIÓN de SUPERNOVA

Una supernova (latín: nova, 'nueva' ) es una explosión estelar que produce objetos muy brillantes en la esfera celeste, de ahí que se les llamase inicialmente Estrella nova o simplemente Nova, ya que muchas veces aparecían donde antes no se observaba nada. 

Posteriormente se les agregó el prefijo "súper-" para distinguirlas de otro fenómeno de características similares pero menos luminoso, las Novas (Una nova es una estrella que aumenta enormemente su brillo de forma súbita y después palidece ... Las novas son estrellas en un periodo tardío de evolución).

Las Supernovas dan lugar a destellos de luz intensísimos, que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se caracterizan por un rápido aumento de intensidad hasta alcanzar un pico, para luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta desaparecer completamente.

Fundamentalmente se originan a partir de estrellas de gran masa, que ya no pueden fusionar más su agotado núcleo (Originalmente de Hidrógeno, que se va transformando en Helio y posteriormente en otros elementos más pesados), incapaz de sostenerse tampoco por la presión de degeneración de los electrones, lo que las lleva a contraerse repentinamente y generar, en el proceso, una fuerte emisión de energía. 

También existe otro proceso más violento aún, capaz de generar destellos incluso mucho más intensos. Suceden cuando una enana blanca  (Una enana blanca es el estado final en la evolución de una estrella con menos de 8 veces la masa total del Sol.) compañera de otra estrella, aún activa, agrega suficiente masa de ésta como para superar el límite de Chandrasekhar y proceder a la fusión instantánea de todo su núcleo, lo cual genera una explosión termonuclear que expulsa casi todo, si no todo, el material que la formaba.

  • ¿Cuál es el proceso de una supernova?

    ....

     Simulación del proceso de explosión, con la expulsión de materia, etc. en una Supernova

    Simulación del proceso de captación de la Supernova "M1" (NGC1952 nebulosa del Cangrejo)

Las supernovas provocan la expulsión de las capas superficiales de la estrella en forma de enormes ondas de choque, llenando el espacio que la  rodea con elementos pesados. 

Los restos eventualmente componen nubes de polvo y gas.

Cuando el frente de onda de la explosión alcanza otras nubes de gas y polvo cercanas, las comprime y puede desencadenar la formación de nuevas nebulosas solares que originen, en cierto tiempo, nuevos sistemas estelares (quizá con planetas, al estar éstas enriquecidas con los elementos procedentes de la explosión).

Las supernovas pueden liberar varias veces 1044 joule. Esto ha resultado en la adopción del foe (1044 julios) como unidad estándar de energía para el estudio de supernovas.

Al finas del proceso, de expulsión de materia en forma de gas y polvo, los restante se comprime con una densidad enorme, que ya no es visible, porque la estrella original masiva se colapsa en un "Agujero Negro" (Un agujero negro u hoyo negro es una región infinita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de dicha región.)

Resumiendo: 

Las Supernovas ocurren cuando una estrella masiva, es decir de grandísima masa y muy superior a nuestro propio Sol, agotan el combustible nuclear que la mantiene activa y las inmensas fuerzas gravitatorias que ejerce, hacen colapsar su materia en un objeto llamado "Estrella de neutrones", mucho más denso y pequeño e incapaz de emitir la radiación suficiente para calentar planetas habitables en su entorno.  (Una estrella de neutrones es un remanente estelar dejado por una súper gigante después de agotar el combustible nuclear en su núcleo y explotar como una supernova tipo II, Tipo IB o Tipo IC.)

  • ¿Cuanto tiempo le queda al Sol?

    enanablanca.jpg (48285 bytes)

    M

    Ejemplo de Enana Blanca  NGC2440, posiblemente como quedará nuestro Sol, con su nube de gas y polvo

    Pulsar imagen para ampliar

El Sol, como cualquier estrella, también sufrirá este colapso algún día, aproximadamente en unos 4.500 millones de años, en el que una vez conseguidas las transformaciones indicadas, se expandirá con una enorme nube de gases y polvo, concentrándose lo restante, en un núcleo de densidad enorme. Trasformándose en una "Enana Blanca"

Como si fuera una mariposa, esta estrella enana blanca comienza su vida envolviéndose en un capullo. Sin embargo, en esta analogía, la estrella sería más bien la oruga y el capullo de gas expulsado la etapa verdaderamente llamativa y hermosa.

La nebulosa planetaria NGC 2440 contiene una de las enanas blancas conocidas más calientes. La enana blanca se ve como un punto brillante cerca del centro de la fotografía. Eventualmente, nuestro Sol se convertirá en una "mariposa enana blanca", pero no en los próximos 5 mil millones de años.

Las estrellas conocidas como "enanas blancas" pueden tener diámetros de sólo una centésima del Sol. Son muy densas a pesar de su pequeño tamaño. 

Podríamos a priori decir que cada cien años se producen unas pocas, pero el conseguir captarlas es más propio de la casualidad, es decir si en ese momento se estaba observando la zona, como ha ocurrido en esta "SN2008D", en la que estaban observando y estudiando esa Galaxia NGC2770 muy detenidamente, por haberse producido otras supernovas en poco tiempo.

No obstante, cada vez y debido a la profusión de aficionados a la Astronomía, la posibilidad de captación se aumenta y con Internet la noticia se globaliza casi inmediatamente, permitiendo efectuar curvas de luminosidad, fotografías, etc.

La masa de una estrella o de cualquier cuerpo, depende de la cantidad de moléculas diversas que contenga. Su densidad será una relación entre la masa y su volumen, en conclusión de lo "cercanas" que estén unas de otras.

Nuestro Sol tiene una masa de 332.958 veces la de la Tierra, considerando la de esta = 1 y su densidad media de 1,4 considerando la del agua = 1

Por tanto la estrella causante de la supernova "SN2008D", se considera tiene ± 30 veces más de moléculas diversas en su constitución, pero muchísimo más "apretadas...", ya que su tamaño se estima cercano al de nuestro Sol cuyo diámetro es de 1.391.000 Km (la Tierra 12.756 Km)

Pues mañana absolutamente nada..., porque se estima ocurrirá en unos 4.500 millones de años..., y en es momento al explotar naturalmente casi todo el sistema planetario de nuestro Sol desaparecería

Hay que tener en cuenta también, que hay varios tipos de estrellas, que se diferencian primordialmente por su masa, siendo las de mayor masa, las que tienden a la explosión y por tanto a transformarse en Supernova, como el caso que nos ocupa que tiene ± 30 veces más de masa que nuestro Sol., pero similar volumen y por tanto muy superior densidad.

Las estrellas como nuestro Sol, cuando han terminado su reacción nuclear interna, tienen una "muerte" mucho más tranquila y se expanden enormemente trasformándose en una gigante roja con gases, polvo, etc., que y en nuestro caso acapararía los Planetas hasta se cree la zona de Júpiter, naturalmente los deshace por las enormes temperaturas.

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GENERICO SOBRE SUPERNOVAS

  • TIPO "II"

Las estrellas pasan la mayoría de sus vidas fusionando átomos de hidrógeno en sus núcleos. La energía producida causa una presión hacia el exterior que contrarresta la fuerza de gravedad. Cuando el hidrógeno se acaba, la presión exterior cesa y el núcleo comienza a encogerse. Esto causa el aumento de la temperatura y densidad de la estrella, que genera fusión otra vez de elementos más pesados en el núcleo.

En las estrellas que son varias veces la masa de nuestro Sol, este proceso ocurre muchas veces hasta que el núcleo alcanza el conseguir el elemento hierro (Fe). En ese punto el núcleo colapsa: es una supernova tipo II.

  • TIPO "IIn"

Las supernovas "IIn" son una subclase que muestran una abundante cantidad de hidrógeno asociado con una densa nube de gas alrededor de la estrella antes de explotar, probablemente creada por un fuerte viento.

  • TIPO "FALSA"

Otra posibilidad es que haya sido una "supernova falsa", el súper estallido de una estrella variable azul luminosa. Estas estrellas eyectan una enorme cantidad de material en estallidos ocasionales, al llegar al final de sus vidasEl brillo de estas explosiones puede ser confundido con una supernova. 

Las variables azul luminosas son extremadamente raras, y se piensa que son al menos treinta veces más masivas que nuestro Sol. El ejemplo más famoso es Eta Carinae.

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DESCUBRIMIENTO

El telescopio 'Swift' de la NASA detecta por primera vez el nacimiento de una supernova

Científicos de la Universidad de Princeton (EE UU) han captado el momento exacto del nacimiento de una supernova, algo que no es sencillo, ya que el fenómeno de la supernova se da solo una vez cada ± cien años. Hasta ahora sólo se tenían imágenes de horas o días después del nacimiento. La novedad la publica este miércoles 21/05/2008, la revista científica británica Nature.

El equipo de investigación de Princeton, liderado por Alicia Soderberg, fue testigo casual del nacimiento de una supernova en una galaxia de la constelación Lince, situada a 90 millones de años luz de la Tierra. (un Año Luz = 9,46 x 1012 Km)

El telescopio 'Swift' de la NASA detecta por primera vez el nacimiento de una supernova

·       El hallazgo se produjo por casualidad mientras se estudiaba otro objeto.

·       La estrella "SN 2008D" colapsó y empezó a emitir gran cantidad de "rayos X", al mismo tiempo que variedad de energías visibles o no.

Nunca se había visto y contemplado con las tecnología actuales, cómo mueren las estrellas; cómo empiezan a expulsar energía al espacio tras colapsar por sus propias fuerzas gravitatorias y se convierten en objetos más brillantes que mil soles llamados supernovas, hasta que al fin estallan y arrasan con todo lo que encuentran en su rincón de la galaxia.

M

La Galaxia NGC 2770 en "Lince", es zona de Supernovas   -  Localizada a unos 27 megaparsecs 

(90 millones de años-luz), -  Véase la SN2008

El satélite de la NASA 'Swift', cuya especialidad es detectar las súbitas explosiones de rayos gamma que a veces se producen en el cosmos, ha descubierto por primera vez los primeros pasos de una supernova, o si se prefiere, los últimos estertores de una estrella.

El nuevo objeto estelar, que ha sido bautizado con el código "SN2008D", se presenta en la última edición de la revista 'Nature', y permitirá a especialistas de todo el mundo entender mejor todos los procesos que llevan a la muerte de una estrella.

Por puro azar (si es que tal cosa existe), un grupo de investigadores encabezados por Alicia Soderberg, de la Universidad de Princeton, han logrado ahora observar los primeros destellos de la estrella en su fase moribunda, gracias a que ya estaban estudiando otra supernova, originada varios meses antes, en la misma galaxia.

Normalmente, sólo ocurren unas pocas supernovas al siglo en cada galaxia, pero en esta ocasión ha habido suerte: "Estábamos en el sitio justo, en el momento justo, con los telescopios adecuados, y hemos sido testigos de la historia", señala Soderberg.

30 veces la masa del Sol

La estrella que ha dado lugar a la supernova tiene una masa 30 veces superior a la del Sol, pero un tamaño (radio) igual o incluso menor, según estiman los expertos. Cuando los científicos del 'Swift' observaron el estallido y dieron la voz de alarma, el pasado mes de enero, otros telescopios de todo el globo, como el gigantesco (ocho metros Ø) 'Gemini' de Chile, se unieron enseguida a la observación.

La nueva supernova, situada en la galaxia 'NGC 2770', es también la más cercana que se ha detectado hasta ahora durante su fase de explosión.

CURVAS DE LUMINOSIDAD

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Pulsar imágenes para ampliarlas

El infrarrojo y los rayos X son capaces de penetrar mejor a través de plano galáctico, ya que son absorbidos en menor medida, y nos revelan así sucesos que parecían ocultos en el espectro óptico, el rango que ve el ojo humano. Esto es lo que ha ocurrido con la supernova G1.9+0, que aparentemente estalló hace 140 años y que recientemente ha sido descubierta con el satélite de rayos X Chandra, de la NASA. Se entiende que las observaciones se efectúan en las diferentes bandas de espectro electromagnético, siendo la visibles, naturalmente las más llamativas.

La curva de luz de "SN2008D" en distintas longitudes de onda. Esta es la primera vez que se detecta una supernova cuando se está iniciando el colapso y subsecuente estallido de la estrella masiva. 

Secuencia de espectros tomados en diferentes momentos antes y después del máximo en el óptico (filtro V). 


Cómo se veía antes la Galaxia NGC2770 y como se vio tras la explosión de la Supernova SN2008D

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Comparativa de luminosidades en fechas diferentes, obtenidas al fotografiar la Galaxia NGC2770

Aportes referenciados en  "Cuadernos de Bitácora"

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