viernes, 30 de noviembre de 2012

Supernova

¿Por quién doblan las campanas?
Están doblando por ti.

John Donne.


La muerte de una estrella pequeña como el sol es relativamente lenta y pacífica, pero las estrellas de gran masa terminan sus días con una espectacular pirotecnia: las supernovas, que arrojan al espacio grandes cantidades de materia estelar, y brillan como una galaxia entera durante semanas. Aunque todavía no se conoce a fondo el proceso que conduce a estas formidables explosiones a grandes rasgos es el siguiente.

Durante la mayor parte de su vida útil, las estrellas mantienen un sensato equilibrio entre el peso de su enorme masa, que trata de caer hacia el centro, y la energía radiante que consigue impedir esa caída. El centro de la estrella funciona como un reactor atómico: fusionando núcleos de hidrógeno en núcleos de helio. Esta es una reacción altamente energética: cuando cuatro núcleos de hidrógeno se amalgaman para formar uno de helio, la masa final es ligeramente inferior a la inicial: la fracción faltante se ha transformado en energía, que se emite en forma de calor y esta energía emitida hacia afuera, precisamente, contrarresta la presión gravitatoria que empuja toda la masa de la estrella hacia su centro. Las cosas pueden andar de esta manera durante millones de años, hasta el día fatal e inevitable en que el hidrógeno se acaba: es el principio del fin.

Porque al terminarse el hidrógeno, la radiación liberada hacia afuera disminuye y la presión gravitatoria, ni lenta ni perezosa, empieza a predominar, y el núcleo de la estrella se contrae. Al contraerse, se calienta lo suficiente como para que empiece a fusionarse el helio, formando carbono. Pero el helio también se agota, y el esquema se repite: esta vez son los núcleos de carbono los que se fundirán para dar neón, oxígeno y silicio. Todos estos procesos de fusión liberan energía (aunque cada vez menos) y por lo tanto pueden contrarrestar cada vez menos la presión gravitatoria de la enorme masa estelar.

El último acto del drama nuclear empieza cuando empieza a fusionarse el silicio y dar núcleos de hierro. Y ese es ya el final, porque el hierro es muy estable, y ya no puede fundirse a su vez en elementos más pesados. La estrella no puede ir más allá, y las campanas empiezan a doblar por ella. Si es una estrella chica (como el sol) se enfriará lentamente y quedará como una "enana blanca", brillando pálidamente y sin pena ni gloria. Si se trata de una estrella masiva, los sucesos se precipitan y estallará una supernova.

La fusión del silicio en hierro es muy rápida: en un día ya tenemos un núcleo de hierro perfectamente formado. Pero como en el núcleo de hierro ya no se produce energía como para detener a la enorme masa de la estrella, todo la materia se precipita hacia el centro, comprimiéndolo hasta densidades equiparables a las de un núcleo atómico: en este punto insoportable, la estrella hace un último intento por resistir y por un microinstante el proceso se detiene, produciendo ondas de sonido que viajan a través del material de la estrella. Pero estas dulces ondillas se alcanzan unas a otras y se acumulan a una cierta distancia del centro, que se denomina "punto sónico". Dejémoslas acumularse por un momento y veamos qué ocurre con el núcleo, que desarrolla sus últimas defensas.

Allí las cosas no permanecieron quietas: la materia que ofreció una fugaz resistencia, cede, se comprime más allá de sus posibilidades, y luego rebota (como un pedazo de goma que uno comprime y luego vuelve a su posición inicial): esta ida y vuelta del núcleo ultracomprimido agrega nuevas ondas a las que habíamos abandonado en el "punto sónico", y ahora sí, todas ellas se empaquetan en el fenómeno que se conoce como "onda de choque": una violenta discontinuidad en la presión, que se propaga a través de la estrella hacia afuera, a una velocidad de cincuenta mil kilómetros por segundo, arrancando materia y provocando una pavorosa explosión. El noventa por ciento del material que compone la estrella vuela por el espacio, y en el centro queda una pequeña estrella de neutrones contrayéndose. Todo el proceso, desde el comienzo del colapso, duró alrededor de un milésimo de segundo.

No todo es muerte, sin embargo, en una supernova: también hay transfiguración: la materia lanzada al espacio servirá para formar nuevas estrellas. Los átomos de carbono que forman nuestros cuerpos, se cocinaron alguna vez en alguna estrella primitiva y fueron reciclados por una supernova. En cierto sentido, las supernovas son una central de distribución de materiales, y constituyen así una palanca clave de la evolución del universo. Somos lo que somos porque alguna vez una supernova arrojó al espacio los átomos que nos constituyen, y aunque solo sea por eso, nos tienen que resultar simpáticas. Pero eso sí: si uno se entera de que la estrella de la otra cuadra está por convertirse en una supernova, mejor mantenerse a distancia.