Señal de advertencia de las supernovas podría alertar sobre la explosión de estrellas, dicen los científicos

Un nuevo descubrimiento en los últimos días sobre las estrellas supergigantes puede haber dado a los científicos las pistas que necesitan para predecir cuándo esas estrellas se convertirán en supernovas, tras su colapso en una de las explosiones más grandes conocidas en el universo.

Los científicos ya sabían que las estrellas supergigantes rojas que se acercan al final de sus vidas expulsan grandes cantidades de polvo y gas, conocido como material circunestelar o CSM, hacia la órbita alrededor de ellas en los momentos previos a su explosión y muerte. Lo que no se sabía era si este CSM salía disparado de la estrella durante un largo período antes de su muerte ardiente, o si era expulsado en una oleada grande y repentina justo antes de convertirse en supernova.

Ahora, en un nuevo artículo aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y actualmente disponible en el servicio de preimpresión de artículos académicos Arxiv, investigadores de la Universidad de Liverpool y la Universidad de Montpellier han demostrado que es lo último: las estrellas moribundas deben expulsar el CSM justo antes de su muerte, por lo que la aparición de ese material podría servir como una señal de advertencia temprana sobre su próximo fin.

“Sin importar cuál sea el mecanismo para generar este CSM, debe hacerlo en una escala de tiempo muy rápida”, escriben los investigadores en el artículo. “Específicamente, la acumulación del CSM debe ocurrir en el plazo de un año desde el colapso del núcleo”.

Las supernovas nacidas del colapso del núcleo provienen de las estrellas ocho veces más masivas que el Sol o más grandes, que por lo general son supergigantes rojas como Betelgeuse. Ubicada a unos 640 años luz de la Tierra en la constelación de Orión, Betelgeuse es aproximadamente 11 veces más masiva que el Sol, y si estuviera en el centro de nuestro Sistema Solar, se extendería hasta la órbita de Júpiter.

Todas las estrellas producen luz y energía al fusionar elementos más livianos en otros más pesados. Las estrellas como el Sol fusionan principalmente hidrógeno en helio, pero algunas estrellas, especialmente las muy grandes, pueden seguir fusionando elementos más pesados como el oxígeno y el silicio, hasta que eventualmente hayan fusionado casi todo su combustible en hierro.

Incluso con el tremendo calor y la presión disponibles en el corazón de una estrella supergigante roja, el hierro no puede fusionarse en elementos más pesados, y cuando los fuegos termonucleares de la estrella se atenúan, ya no puede expulsar la materia con la fuerza suficiente para vencer su propia gravedad: la estrella colapsa en sí misma, desencadenando una explosión de supernova masiva.

Los investigadores observaron las fotos de antes y después de la formación de cierto tipo de supernova, el Tipo IIp, que permanece brillante en el cielo por más tiempo que otras explosiones similares. Lo que encontraron en todos sus ejemplos fue una gran cantidad de CSM presente antes de la supernova, pero no vieron una atenuación significativa de las estrellas con años de anticipación, lo que descarta la posibilidad de que el CSM se hubiera acumulado durante un período de tiempo más largo.

Eso significa que, al menos para las supergigantes rojas como Betelgeuse, una gran acumulación de CSM podría ser una señal de advertencia de que se avecina un cataclismo.