Cuando una estrella muere: Una mirada sin precedentes al corazón de una supernova

Una explosión estelar que hizo historia

En un evento sin precedentes, astrónomos han logrado observar directamente el interior de una estrella masiva en el momento exacto de su explosión, un fenómeno conocido como supernova. Esta extraordinaria observación, centrada en el caso de la supernova 2021yfj, ha revelado aspectos nunca antes vistos del proceso de muerte estelar, aportando evidencia crítica sobre cómo se estructuran las estrellas en sus momentos finales.

La supernova fue detectada en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, y lo que la hace excepcionalmente valiosa para la ciencia es que sus capas interiores —compuestas por elementos más pesados como el silicio y el azufre— habían sido expulsadas y eran visibles para los telescopios. Es la primera vez que los científicos pueden estudiar tan claramente el núcleo de una estrella moribunda, sin la interferencia de las capas más externas ya perdidas mucho antes de la explosión.

¿Qué ocurre cuando muere una estrella?

Las estrellas, como nuestro Sol, son enormes esferas de gas que existen en un delicado equilibrio entre la fuerza de la gravedad que intenta colapsarlas y la presión creada por las reacciones nucleares en su núcleo. Según su tamaño, pueden vivir desde unos millones hasta billones de años.

Cuando una estrella masiva —al menos ocho veces la masa del Sol— agota su combustible nuclear, ya no puede mantener ese equilibrio. El núcleo colapsa sobre sí mismo y el resto de la estrella es desintegrado en una explosión catastrófica llamada supernova.

Estas explosiones son uno de los fenómenos más energéticos del universo: en tan solo unos segundos, una supernova puede liberar más energía que el Sol durante toda su vida útil. Hasta ahora, sin embargo, los detalles de lo que ocurre exactamente en los momentos finales de una estrella eran difíciles de confirmar debido al caos y la turbulencia generados por la explosión.

Descubrimiento clave: la supernova 2021yfj

La observación de la supernova 2021yfj cambió eso. El equipo internacional de astrónomos, liderado por Steve Schulze de la Northwestern University, descubrió que no sólo las clásicas capas externas de hidrógeno y helio se habían desprendido —como es habitual— sino también capas internas de mayor densidad formadas por silicio y azufre.

"Nunca habíamos observado una estrella tan despojada de sus capas exteriores", dijo Schulze, en declaraciones tras la publicación del hallazgo en la revista científica Nature. Esto confirma lo que llevaban años sospechando los astrofísicos sobre cómo están estructuradas las estrellas masivas internamente: capas concéntricas de elementos que se van haciendo más pesadas hacia el núcleo, al estilo de una cebolla cósmica.

Anya Nugent, astrofísica del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, quien no participó en la investigación, destacó la importancia del hallazgo: "Debido a que tantas capas habían sido desprendidas, esto básicamente confirmó qué elementos forman cada capa interna de la estrella", explicó.

¿Cómo se despojó tanto esta estrella?

Una de las grandes incógnitas que rodean este descubrimiento es cómo se despojaron las capas más internas de la estrella antes o durante la explosión. ¿Fueron expulsadas violentamente en los últimos suspiros del astro o fueron robadas por una estrella compañera en un sistema binario?

Ambas teorías son plausibles. Hay casos documentados de sistemas binarios donde una estrella masiva le quita gas a otra mediante atracción gravitatoria. Sin embargo, por ahora, no existen evidencias claras sobre la presencia de un compañero estelar en este caso específico. Nuevas investigaciones y observaciones pueden arrojar luz sobre este misterio.

Una montaña rusa de datos cósmicos

Gracias al uso de potentes telescopios terrestres y espaciales como el Keck Observatory en Hawái y otros instrumentos de espectroscopía de alta resolución, los investigadores lograron obtener una radiografía completa de la explosión. Esta información permitirá afinar los modelos existentes sobre la evolución estelar.

Irónicamente, aunque el estallido fue gigantesco —visible a través de miles de años luz—, ocurrió en una parte relativamente cercana de la galaxia. La supernova 2021yfj fue un regalo inesperado para los astrónomos, ya que las supernovas en la Vía Láctea son escasas (una cada 50 años, en promedio).

Las capas de la estrella: ¿una lección de química estelar?

La estructura interna de una estrella masiva se construye a lo largo de millones de años. A medida que la fusión de elementos se detiene, la estrella quema los materiales más pesados en secuencia:

• Hidrógeno: la fase más duradera, como en nuestro Sol.
• Helio: una vez agotado el hidrógeno, el helio se fusiona en carbono y oxígeno.
• Carbono, Neón, Oxígeno, Silicio, Azufre: cada nueva fusión produce elementos progresivamente más pesados.
• Hierro: el final del camino. Fusionar hierro no aporta energía, lo que lleva al colapso interno de la estrella.

El hallazgo confirma estas capas y sus materiales específicos, observados directamente por primera vez en el caos de una supernova.

Lo que sigue: cazando más muertes estelares

Este tipo de observación es excepcionalmente rara. Por lo general, otras supernovas se detectan una vez que el estallido ha comenzado, y ya no es posible estudiar la disposición interna previa. El caso de 2021yfj ofrece una hoja de ruta para futuras misiones científicas, especialmente si se pueden detectar señales tempranas de supernovas en formación.

El telescopio James Webb de la NASA, lanzado en 2021 y capaz de observar el cosmos en longitudes de onda infrarrojas, podría facilitar este tipo de investigaciones más detalladas. Se espera que herramientas así permitan detectar otros eventos de colapso estelar y brindar datos antes de la explosión final.

¿Por qué debería importarnos?

Las supernovas no solo son explosiones cósmicas impresionantes. Son también fábricas estelares: los elementos más pesados del universo, como el hierro en nuestra sangre o el oro en nuestras joyas, se forman en estas explosiones. Como dijo el astrónomo Carl Sagan: "Estamos hechos de polvo de estrellas".

Comprender cómo termina una estrella no es solo una curiosidad científica, sino una clave para comprender nuestros orígenes. Los elementos producidos en estas explosiones viajaron por el espacio y, millones de años después, formaron sistemas solares y planetas como el nuestro.

Un vistazo al universo y también al pasado

La supernova 2021yfj sirve como ventana al universo primitivo. Debido a que la luz necesita tiempo para viajar, muchas de las explosiones que observamos hoy en día ocurrieron hace miles o millones de años. Estudiarlas nos permite ver el pasado, observar cómo se formaron las primeras estrellas y galaxias, y deducir cómo evolucionó el universo.

Eventos como este nos recuerdan la importancia de la ciencia astronómica y por qué debemos seguir invirtiendo en exploración espacial. Como civilización, apenas empezamos a comprender la magnitud del cosmos. Cada supernova analizada, cada exoplaneta descubierto, cada señal de luz lejana, nos acerca más a entender nuestro lugar entre las estrellas.