Una supernova es la muerte explosiva de una estrella, desencadenada por el colapso del núcleo de hierro de una estrella masiva o por una reacción nuclear descontrolada en una enana blanca. La explosión puede brillar brevemente más que galaxias enteras, forjar nuevos elementos y dejar atrás una estrella de neutrones o un agujero negro.
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Una supernova es la explosión de fin de vida de una estrella. Según la NASA, la explosión puede volverse mil millones de veces más brillante que el Sol durante un corto período, destruyendo la estrella en un único evento catastrófico. Los astrónomos agrupan las supernovas en dos grandes familias, definidas por diferentes desencadenantes físicos: supernovas de colapso del núcleo y supernovas Type Ia (termonucleares).
Colapso del núcleo: cuando una estrella masiva se queda sin combustible
El Departamento de Energía de EE. UU. explica que durante la mayor parte de la vida de una estrella, la gravedad interna y la presión externa de la fusión nuclear están en equilibrio. En estrellas con una masa de al menos ocho veces la del Sol, ese equilibrio eventualmente se rompe. A medida que el núcleo agota su combustible nuclear y se enfría, la presión interna cae, y la gravedad de repente toma el control, causando que la estrella colapse en segundos, según la agencia.
La NASA describe el mismo proceso con más detalle: la masa sigue fluyendo hacia el núcleo a medida que la fusión produce hierro, que no puede ser fusionado más para liberar energía. Una vez que el núcleo de hierro se vuelve demasiado masivo para soportar su propio peso, se colapsa y luego rebota, generando una onda de choque. Según la NASA, esta onda de choque calienta el material circundante, fusiona las capas externas en nuevos elementos y expulsa el material al espacio. Este mecanismo produce lo que los astrónomos clasifican como supernovas de tipo II, Ib e Ic, dependiendo de qué capas externas la estrella ya había desprendido antes de explotar.
Type Ia: una reacción en cadena termonuclear en una enana blanca
El segundo mecanismo no implica en absoluto una estrella masiva. Las supernovas Type Ia ocurren en sistemas binarios donde una enana blanca —el remanente denso de una estrella parecida al Sol— orbita una estrella compañera y gradualmente extrae material de ella. A medida que la enana blanca gana masa, su temperatura interna aumenta. La NASA explica que una vez que la enana blanca excede aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol, un umbral conocido como el límite de Chandrasekhar, las temperaturas se vuelven lo suficientemente extremas para ignitar la fusión descontrolada de elementos más pesados, causando que la enana blanca explote. El Departamento de Energía añade que en algunos sistemas binarios, dos enanas blancas en su lugar colisionan, alcanzando el mismo resultado explosivo.
Porque la explosión se desencadena en un límite de masa consistente, las supernovas Type Ia liberan una cantidad similar de energía cada vez. La NASA señala que los astrónomos las utilizan como velas estándar: comparando cuán brillante aparece una supernova Type Ia desde la Tierra con su brillo intrínseco conocido, los investigadores pueden calcular la distancia a la galaxia que la alberga. La NASA también establece que los eventos Type Ia ocurren aproximadamente una vez cada 500 años en la Vía Láctea.
Qué sucede después de la explosión
El remanente dejado atrás depende de cuánta masa sobrevive el colapso del núcleo. La NASA establece que si el núcleo restante está por debajo de aproximadamente tres masas solares, se estabiliza en una estrella de neutrones ultra densa; por encima de ese umbral, continúa colapsándose en un agujero negro. El Departamento de Energía describe el mismo resultado general: las estrellas especialmente grandes dejan un agujero negro, mientras que los remanentes más pequeños se convierten en una estrella de neutrones ultra densa.
Las supernovas también ayudan a forjar nuevos elementos químicos. La NASA señala que la fusión en la onda de choque de la explosión produce nuevos elementos a medida que expulsa material al espacio. En un evento relacionado pero separado llamado kilonova, que ocurre cuando dos estrellas de neutrones se fusionan, la NASA dice que las condiciones ricas en neutrones permiten que los átomos se fusionen en elementos pesados como el oro y el platino. El Departamento de Energía establece que una supernova ocurre en algún lugar del universo aproximadamente cada 10 segundos.
Un ejemplo vivo: SN 1987A
La ilustración más clara en el mundo real del colapso del núcleo proviene de la Supernova 1987A. Según el equipo del telescopio Webb de la Agencia Espacial Europea, la luz de la explosión llegó a la Tierra en febrero de 1987 desde la Gran Nube de Magallanes, aproximadamente 160.000 años luz de distancia, lo que la convierte en la primera supernova visible a simple vista desde 1604. En febrero de 2024, la ESA informó que los instrumentos MIRI y NIRSpec del Telescopio Espacial James Webb detectaron argón ionizado —átomos despojados de cinco electrones— en el centro del remanente, una firma que requiere una fuente intensamente energética.
Con JWST, ahora hemos encontrado evidencia directa de emisión desencadenada por el objeto compacto recién nacido, muy probablemente una estrella de neutrones.
La ESA describe esto como la primera evidencia directa de que una supernova de colapso del núcleo produjo una estrella de neutrones en lugar de un agujero negro en un caso que los astrónomos pudieron observar casi desde el momento de la explosión, confirmando décadas de predicción teórica con datos reales.
Supernovas de colapso del núcleo frente a Type Ia
Comparación de los dos tipos principales de supernovas
Característica
Colapso del núcleo (Tipo II/Ib/Ic)
Type Ia
Desencadenante
Colapso del núcleo de hierro en una estrella masiva
Fusión descontrolada en una enana blanca sobrecargada
Masa de la estrella progenitora
Más de 8 masas solares
Enana blanca cerca de 1,4 masas solares (límite de Chandrasekhar)
Tipo de sistema
Generalmente una única estrella masiva
Sistema binario (enana blanca + compañera, o dos enanas blancas)
Remanente dejado atrás
Estrella de neutrones o agujero negro
Ninguno — la enana blanca se destruye
Frecuencia en la Vía Láctea
Ocurre en estrellas masivas en toda la galaxia
Aproximadamente una vez cada 500 años (NASA)
Preguntas
¿Qué desencadena una supernova?
Hay dos desencadenantes: el colapso del núcleo de hierro de una estrella masiva bajo su propia gravedad una vez que el combustible nuclear se agota, o una enana blanca en un sistema binario que gana suficiente masa para ignitar la fusión descontrolada, según la NASA y el Departamento de Energía de EE. UU.
¿Qué queda después de una supernova?
Las supernovas de colapso del núcleo dejan atrás una estrella de neutrones o, si queda suficiente masa, un agujero negro, según la NASA. Las supernovas Type Ia destruyen completamente la enana blanca, sin dejar ningún remanente estelar.
¿Con qué frecuencia ocurren las supernovas?
El Departamento de Energía estima que una supernova ocurre en algún lugar del universo aproximadamente cada 10 segundos, mientras que la NASA dice que las supernovas Type Ia específicamente ocurren aproximadamente una vez cada 500 años dentro de la Vía Láctea.
¿Por qué fue importante SN 1987A para la investigación de supernovas?
SN 1987A fue la primera supernova visible a simple vista desde 1604, y en 2024 el Telescopio Espacial James Webb detectó argón ionizado en su núcleo, proporcionando la primera evidencia directa de que la explosión produjo una estrella de neutrones, según la Agencia Espacial Europea.
¿Las supernovas crean los elementos a nuestro alrededor?
Sí. La NASA establece que la fusión durante la onda de choque de una supernova produce nuevos elementos, y que las fusiones de estrellas de neutrones en eventos de kilonova pueden forjar elementos pesados como el oro y el platino.
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