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martes, febrero 7, 2023

Innovadora visión 3D de la agonía de las supernovas

El modelo es el primero en detallar el inicio del colapso de una supernova en tres dimensiones, según su promotor, W. David Arnett, profesor de Astrofísica en la Universidad de Arizona

Un nuevo modelo de gran alcance en tres dimensiones ofrece una nueva perspectiva sobre la turbulenta muerte de estrellas supernovas, cuyas explosiones finales eclipsan galaxias enteras y pueblan el universo con elementos que hacen que la vida en la Tierra sea posible. Descrito en la revista ‘Advances AIP’, muestra cómo una turbulenta mezcla de elementos dentro de las estrellas hace que se expandan, contraigan y escupan materia antes de estallar finalmente.

   El modelo es el primero en detallar el inicio del colapso de una supernova en tres dimensiones, según su promotor, W. David Arnett, profesor de Astrofísica en la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, quien desarrolló el modelo con Casey Meakin y Nathan Smith, de Arizona, y Maxime Viallet, del ‘Max- Planck Institut für Astrophysik‘, en Alemania.

   Arnett, pionero en la construcción de modelos de procesos físicos dentro de las estrellas, rastreó la turbulencia de 1987A, la primera supernova de 1987, situada en una galaxia cercana, que era lo suficientemente brillante para verse directamente con los ojos, sin ningún instrumento de ayuda. La estrella desconcertó a los astrónomos porque el material expulsado por su explosión parecía mezclarse con material previamente escupido por la estrella, algo que no podían explicar los modelos existentes.

   Los modelos existentes visualizan una estrella como una serie de círculos concéntricos, con elementos más pesados como el hierro y el silicio en el centro y otros más ligeros como el carbono, el helio y el oxígeno hacia la superficie. Los más pesados ejercen una poderosa atracción gravitatoria sobre los más ligeros, lo que compacta la estrella, aumentando la presión y elevando la temperatura lo suficientemente alta como para crear neutrinos.

   Como los neutrinos salen disparados fuera de la estrella, se llevan energía con ellos. Por lo general, quitar energía a un cuerpo caliente lo enfría, pero en este caso, la pérdida de energía reduce la capacidad de los gases más ligeros de luchar contra la atracción gravitacional del núcleo, de forma que en lugar de enfriarse, la estrella se contrae más.

   «Se calienta y se quema más rápido, creando más neutrinos y acelerando el proceso hasta que se produce una situación fuera de control», destaca Arnett . Los científicos llegaron a estas conclusiones mediante el análisis de la luz y la radioactividad de las supernovas y luego crearon modelos de procesos físicos que producen resultados similares.

   Los modelos en 3-D de Arnett muestran un interior salvaje y turbulento que escupe restos de estrella antes de la explosión final. «Todavía tenemos círculos concéntricos, con los elementos más pesados ??en el medio y los elementos más ligeros en la parte superior, pero como si alguien pusiera una pala y lo mezclara todo. A medida que nos acercamos a la explosión, obtenemos flujos de los materiales que se mezclan juntos, provocando que la estrella quede suelta y escupa material hasta su explosión», describe Arnett.

   «Eso es lo que vemos en los remanentes de supernova –agrega en referencia al anillo de elementos pesados y ligeros que forman nebulosas alrededor de estrellas supernova–. Vimos esas eyecciones de materia de la estrella y la forma en que se mezclan con el material expulsado de la estrella durante su explosión final. Otros modelos no pueden explicar esto».

ep

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