Los astrónomos no dan crédito: descubren que algunas estrellas explotan dos veces antes de morir

Las estrellas, como sistemas físicos complejos, culminan su ciclo vital con procesos que generan energía y materia esenciales para el Universo. Entre estos, las supernovas destacan como uno de los eventos más potentes que pueden tener lugar en el cosmos. Frente a esta situación, la variedad de sus orígenes y mecanismos siempre fueron objeto de estudio constante.

Ahora, un tipo específico de supernova reveló indicios de un comportamiento distinto al que se creía. Y es que un equipo internacional de astrónomos captó evidencia visual directa que apunta a un fenómeno hasta ahora teórico: que ciertas estrellas explotan dos veces antes de su colapso definitivo.

¿Qué estrellas explotan dos veces antes de morir y cómo lo hacen?

El hallazgo se produjo al estudiar los restos de la supernova SNR 0509-67.5, ubicada en la Gran Nube de Magallanes. Utilizando el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO), los astrónomos identificaron un patrón de elementos químicos que permite reconstruir el proceso de su explosión.

Este patrón encaja con el modelo de ‘doble detonación’, una teoría que hasta ahora no había sido confirmada mediante observación directa.

Según este modelo, una estrella de tipo enana blanca (remanente estelar de bajo tamaño, pero gran densidad) puede experimentar dos fases explosivas antes de desaparecer completamente.

¿Cómo se produce este fenómeno? Se preguntarán en este marco. Pues, son varias las situaciones que hay que destacar:

• En un sistema binario, una enana blanca puede acumular material de su estrella compañera.
• Ese material, principalmente helio, forma una capa superficial que puede volverse inestable.
• La inestabilidad provoca una primera explosión en la capa externa.
• Esta explosión genera una onda de choque que viaja al núcleo de la estrella.
• La presión desencadenada provoca la segunda y definitiva explosión que origina la supernova.

El estudio fue publicado en Nature Astronomy y constituye una de las primeras pruebas observacionales de un fenómeno predicho hace años, pero hasta ahora no verificado.

¿Cómo los científicos descubrieron que la supernova explotaba dos veces?

Uno de los objetivos del estudio era buscar la huella de esa doble detonación en los restos de la supernova. Los investigadores lograron identificar dos capas diferenciadas de calcio en la estructura del remanente, una distribución que solo puede explicarse por una doble explosión.

El instrumento utilizado, el MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) del VLT, permitió un análisis detallado de la distribución de elementos en los restos. El resultado fue concluyente: se detectó una señal espectroscópica que corresponde con la existencia de capas formadas por explosiones en distintos momentos.

Según explica Ivo Seitenzahl, investigador asociado al Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg, esta distribución representa una «clara indicación» de que las enanas blancas pueden explotar antes de alcanzar su masa crítica, contradiciendo la teoría clásica basada en el límite de Chandrasekhar.

¿Cómo influye este hallazgo al estudio del universo y las estrellas?

Las supernovas tipo Ia fueron utilizadas durante décadas como herramientas para medir la expansión del Universo.

Su comportamiento predecible ha servido para calcular distancias cósmicas y, en 2011, permitieron confirmar que la expansión del Universo se acelera, lo que derivó en un Premio Nobel de Física.

Estas explosiones son también la principal fuente de hierro en el cosmos, elemento clave para la Tierra y para los seres vivos. Entender cómo se originan es fundamental para determinar por qué tienen un brillo uniforme, clave para su uso como indicadores astronómicos.

Priyam Das, autor principal del estudio y doctorando en la Universidad de Nueva Gales del Sur, subraya que el mecanismo de detonación de las enanas blancas «sigue siendo una de las cuestiones abiertas más importantes de la astronomía estelar».

Así mismo, el hallazgo plantea un escenario en el que al menos una parte de las supernovas tipo Ia no sigue el mecanismo clásico.

Hasta ahora se consideraba que la enana blanca debía llegar a un punto de masa crítica para colapsar, pero los nuevos datos sugieren que la acumulación de helio superficial puede anticipar la explosión final.

Este descubrimiento obliga a revisar los modelos estándar sobre cómo las estrellas explotan y cómo se producen los elementos que componen el universo observable. Además, abre la puerta a investigar si este comportamiento de doble explosión es más común de lo que se pensaba.