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Realizado por: Alba Carrillo y Jose Antonio Martínez 6ºD


Índice 1 ¿Qué es una supernova?..............................página 1 2 Origen..................................................páginas 2,3 3 Clasificación y tipos...................................páginas 4-6 4 Supernovas destacas..................................páginas 7,8 5 El papel de las supernovas en la evolución estelar..página 9 6 Opinión.................................................página 10 7 Bibliografía.............................................página 11


¿Qué es una supernova? Una supernova es una explosión estelar que puede manifestarse de forma muy notable, incluso a simple vista, en lugares de la esfera celeste donde antes no se había detectado nada en particular. Por esta razón, a eventos de esta naturaleza se los llamó inicialmente stellae novae («estrellas nuevas») o simplemente novae. Con el tiempo se hizo la distinción entre fenómenos aparentemente similares pero de luminosidad intrínseca muy diferente; los menos luminosos continuaron llamándose novae (novas), en tanto que a los más luminosos se les agregó el prefijo «super-». Las supernovas producen destellos de luz intensísimos que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se caracterizan por un rápido aumento de la intensidad hasta alcanzar un máximo, para luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta desaparecer completamente. Dado que la mayoría de las supernovas ocurren en muy distantes galaxias, son demasiado tenues, incluso para los grandes telescopios, como para poder estudiarlas en gran detalle.

Ocasionalmente ocurren en galaxias cercanas, y entonces es posible un estudio detallado en muchas diferentes bandas de ondas. Las supernovas, al igual que las novas, se ven con más frecuencia en otras galaxias. Así pues, la supernova más reciente, que apareció en el hemisferio sur el 24 de febrero de 1987, surgió en una galaxia satélite, la Gran Nube de Magallanes. Esta supernova, que tiene rasgos insólitos, es objeto de un intenso estudio astronómico.

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Origen Las supernovas han sido catalogadas como posible origen de lo que conocemos y como el nacimiento de los agujeros negros. Pero, ¿cómo se descubrieron y se empezaron a estudiar? Vayamos unos 50-60 años atrás, a la Segunda Guerra Mundial y más concretamente a 1967. Por aquél entonces todo el mundo estaba en guerra y alerta ante la posible utilización de armas nucleares, los satélites espía norteamericanos Vela, diseñados para verificar que la URSS cumplía los tratados de no proliferación de armas nucleares, registró una serie de explosiones de rayos gamma que procedían del espacio, al principio se creyó que la URSS estaba haciendo pruebas de armamento en la cara oculta de la Luna, pero después de varias investigaciones se dieron cuenta de que lo que habían encontrado no podía ser una bomba nuclear, debía de ser algo mucho más grande y hasta entonces desconocido. Se dedujo que el “fenómeno” tenía

que ver con las estrellas, lo único que podría generar tal cantidad de energía. Las primeras sospechosas fueron las estrellas de neutrones, muy pequeñas y muy densas, se creía que algo había colisionado con ellas y que por su gravedad tan descomunal se había producido una explosión en la que se liberaba tal ingente cantidad de energía. Se creía que “este fenómeno” se originaba en la Vía Lactea, porque según la famosa ecuación E=m•c2 una estrella que no estuviese en nuestra galaxia no podría crear tanta cantidad de materia. Pero se descubrió que estas explosiones se daban lugar por toda la galaxia, entonces , ¿cómo las habíamos captado? Nada podía tener tanta cantidad de materia como para producir esa cantidad de energía. Los científicos no lo podían aceptar, iría contra el principio de E=m•c2 y si esta ecuación era errónea la mayoría de lo que se daba por descubierto sería mentira.

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Pero fue entonces cuando este fenómeno llamado Supernova se marcó de origen de los agujeros negros, los cuales se forman cuando las estrellas se agotan energéticamente y se contraen, la gravedad es enorme y emiten energía en dos chorros opuestos, lo que demostraría que no se viola E=m•c2, esto se denominó “emisión de ondas dirigidas”. Esta explosión libera energía constante, no como las explosiones normales que disminuyen progresivamente, este fenómeno solo se había visto en las matrices de estrellas o nebulosas,

lugar de nacimiento de las estrellas. Si el origen de la muerte de las estrellas ocurre en el lugar de nacimiento de las estrellas, ¿cómo era posible creación y destrucción tan cerca y en tan poco tiempo para las estrellas? Esto se explicaba porque las estrellas que explotaban eran estrellas de origen muy masivo lo que hacía que se agotasen mucho antes que sus hermanas hasta llegar al punto de explotar al poco de su nacimiento (para la vida de una estrella). Se puede resumir en el siguiente esquema:

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Clasificacón y tipos La clasificación de las supernovas tiene razones históricas, y nació de los primeros intentos, por parte de los astrónomos, de comprenderlas; es así como se empezó agrupándolas de acuerdo a las líneas de absorción de diferentes elementos químicos que aparecen en sus espectros. La primera clave para la división es la presencia o ausencia de hidrógeno. Si el espectro de una supernova no contiene una línea de hidrógeno es clasificada como tipo I; de lo contrario, se la clasifica como tipo II. Dentro de estos dos grupos principales hay también subdivisiones de acuerdo a la presencia de otras líneas. : Sin líneas de Balmer del hidrógeno. Clases de Tipo I: Tipo Ia: Línea Si II a 615.0 nm, Tipo Ib: Línea He I a 587.6 nm, Tipo Ic: Sin líneas del helio : Con líneas de Balmer del hidrógeno. Clases de tipo II: Tipo II-P: Meseta, Tipo II-L: Decrecimiento lineal

a este tipo de supernovas sugiere que son el resultado de la acreción de masa por parte de una enana blanca de carbono-oxígeno desde una estrella compañera, generalmente una gigante roja. Esto puede suceder en sistemas estelares binarios muy cercanos. Ambas estrellas tienen la misma edad y los modelos indican que casi siempre tendrán una masa semejante. Pero normalmente siempre hay una más masiva que la otra y unas ligeras diferencias en este aspecto hacen que la más masiva evolucione antes que la estrella de menor masa. Una estrella con menos de 8-9 masas solares evoluciona, al final de su vida, en una enana blanca. Por esto es corriente que, en sus etapas finales, un sistema binario esté constituido por una enana blanca y una gigante roja con sus capas exteriores muy expandidas.

Tipos Ib y Ic Los espectros de las supernovas de tipos Ib y Ic no muestran la línea del silicio presente en los espectros de las Ia; se cree que se trata de estrellas al final de su vida (como las tipo Las supernovas de tipo Ia carecen de helio y II), pero que perdieron todo su hidrógeno en presentan, en cambio, una línea de silicio en el etapas anteriores, por lo que las líneas de este espectro. La teoría más aceptada con respecto elemento no aparecen en sus espectros. Página 4


En particular, se piensa que las supernovas de tipo Ib resultan del colapso de una estrella de Wolf-Rayet que ha expulsado toda su envoltura de hidrógeno por medio de los intensos vientos propios de estas estrellas. Se conocen también varias de estas supernovas en sistemas binarios: en este caso, la estrella compañera puede ayudar a desligar gravitatoriamente el gas de la envoltura de la otra estrella, la que no necesita ser tan masiva como una WolfRayet aislada. En casos extremos, cuando no sólo escapa el hidrógeno sino también el helio, puede quedar expuesto el núcleo de carbono, y éste sería el escenario de una supernova Ic. El proceso de la explosión de estas supernovas es esencialmente el mismo que el de las supernovas de colapso gravitatorio típicas, las tipo II.

Tipo II Las supernovas de tipo II son el resultado de la imposibilidad de producir energía una vez que la estrella ha alcanzado el equilibrio estadístico nuclear con un núcleo denso de hierro y níquel. Estos elementos ya no pueden fusionarse para dar más energía, sino que requieren energía para

fusionarse en elementos más pesados. La barrera de potencial de sus núcleos es demasiado fuerte para que la fusión sea rentable por lo que ese núcleo estelar inerte deja de sostenerse a sí mismo y a las capas que están por encima de él. La desestabilización definitiva de la estrella ocurre cuando la masa del núcleo de hierro alcanza el límite de Chandrasekhar, lo que normalmente toma apenas unos días. Es en ese momento cuando su peso vence a la presión que aportan los electrones degenerados del núcleo y éste colapsa. El núcleo llega a calentarse hasta los 3.000 millones de grados, momento en el que la estrella emite fotones de tan alta energía que hasta son capaces de desintegrar los átomos de hierro en partículas alfa y neutrones en un proceso llamado fotodesintegración; estas partículas son, a su vez, destruidas por otros fotones, generándose así una avalancha de neutrones en el centro de la estrella. Las supernovas de tipo II pueden dividirse en los subtipos II-P y II-L. Los tipos II-P alcanzan una meseta en su curva de luz mientras que los tipos II-L poseen un decrecimiento lineal en su curva.

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La causa de esto se cree que es por diferencias en la envoltura de las estrellas. Las supernovas de tipo II-P poseen una gran envoltura de hidrógeno que atrapa la energía liberada en forma de rayos gamma y la liberan en

frecuencias más bajas, mientras que las de tipo II-L, se cree, poseen envolturas mucho menores, convirtiendo menor cantidad de energía de rayos gamma en luz visible.

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Supernovas destacadas A continuación se muestra una lista de las más importantes supernovas vistas desde la Tierra en tiempos históricos. Las fechas que se dan señalan el momento en que fueron observadas. En realidad, las explosiones ocurrieron mucho antes, pues su luz ha tardado cientos o miles de años en llegar hasta la Tierra. * 185 – SN 185 – referencias en China y posiblemente en Roma. Análisis de datos tomados en rayos X por el observatorio Chandra sugieren que los restos de la supernova RCW 86 corresponden con este evento histórico. * 1006 – SN 1006 – Supernova muy brillante; referencias encontradas en Egipto, Iraq, Italia, Suiza, China, Japón y , posiblemente, Francia y Siria. * 1054 – SN 1054 – Fue la que originó la actual Nebulosa del Cangrejo, se tiene referencia de ella por los astrónomos Chinos y, seguramente, por los nativos americanos. * 1181 – SN 1181 – Dan noticia de ella los astrónomos chinos y japoneses. La supernova estalla en Casiopea y deja como remanente a la estrella de neutrones 3C 58 la cual es candidata a ser estrella extraña.

* 1572 – SN 1572 – Supernova en Casiopea, observada por Tycho Brahe y Jerónimo Muñoz, descrita en el libro del primero De Nova Stella donde se usa por primera vez el término "nova". * 1604 – SN 1604 – Supernova en Ophiuchus, observada por Johannes Kepler; es la última supernova vista en la Vía Láctea. * 1885 – S Andromedae en la Galaxia de Andrómeda, descubierta por Ernst Hartwig. * 1987 – Supernova 1987A en la Gran Nube de Magallanes, observada unas horas después de su explosión, fue la primera oportunidad de poner a prueba a través de las observaciones directas las teorías modernas sobre la formación de las supernovas. * Cassiopeia A – Supernova en Casiopea, no observada en la Tierra, pero se estima que explotó hace unos 300 años. Es el remanente más luminoso en la banda de radio. * 2005 - SN 2005ap - Esta supernova de tipo II es por el momento la más brillante jamas observada. Llegó a ser hasta ocho veces más brillante que la Vía Láctea. Esto la hace superar en casi dos veces a SN 2006gy.

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* 2006 – SN 2006gy en el núcleo de la usó la supernova 1604 como una prueba galaxia NGC 1260, es la segunda más grande que se ha podido observar hasta la fecha, cinco veces más luminosa que las supernovas observadas anteriormente, su resplandor fue de 50.000 millones de veces la del Sol. Se originó por la explosión de una estrella de 150 masas solares. Galileo

contra el dogma aristotélico imperante en esa época, de que el cielo era inmutable. Las supernovas dejan un remanente estelar tras de sí; el estudio de estos objetos ayuda mucho a ampliar los conocimientos sobre los mecanismos que las producen.

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El papel de las supernovas en la evolución estelar Las supernovas contribuyen a enriquecer el medio interestelar con metales (para los astrónomos, «metal» es todo elemento más pesado que el helio). Así, tras cada generación de estrellas (y, consecuentemente, de supernovas), la proporción de elementos pesados del medio interestelar aumenta. Mayores abundancias en metales tienen importantes efectos sobre la evolución estelar. Además, sólo los sistemas estelares con metalicidad lo suficientemente alta pueden llegar a desarrollar planetas. Una mayor metalicidad conlleva pues una mayor probabilidad de formación de planetas, pero también contribuye a formar estrellas de menor masa. Esto es debido a que el gas acretado por la protoestrella es más sensible a los efectos del viento estelar cuanto más elementos pesados posea, pues éstos absorben mejor los fotones. Alex Filippenko y sus colaboradores postulan que las mayores supernovas (como la SN 2005ap y la SN 2006gy) habrían sido producidas por estrellas muy masivas (de 100 o más masas

solares, en los casos citados 150 masas solares), y que estrellas de esas características habrían constituido la primera generación de estrellas en el universo; al estallar como gigantescas supernovas habrían difundido en el universo los elementos químicos a partir de los cuales se generaron las nuevas estrellas (y astros en general). Tales elementos químicos serían en definitiva los que constituyen a cada ente material conocido, incluidos los seres humanos.

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Opinión La astronomía siempre ha sido un tema que ha atraído a la humanidad, ¿a quién no le gustan las estrellas o mirar a la Luna? Es un tema interesante del cual siempre se están descubriendo nuevas cosas y nunca se sabe lo suficiente ni lo mínimo, nos hemos dado cuenta de que un día se puede afirmar una cosa y al siguiente decir que es absurdo y poner miles de pruebas en contra, así es la ciencia. Lo más bonito de este trabajo ha sido ver que de la acción más destructiva se puede dar lugar al nacimiento de algo nuevo y bello a su vez. Nos hemos dado cuenta que el Universo es enorme y que sabemos tan poco que se podría decir que no sabemos nada, además de que el tiempo de vida de nuestro conocimiento, en general, no solo el astronómico, es pequeñísimo comparado con la vida del Universo. Ya hemos tenido que hacer trabajos como este antes, todos aportan algo, por poco que sea, siempre terminas acordándote de algún detalle que cuando oyes en cualquier parte dices “Eso me lo se.” El encontrar la información ha sido relativamente fácil porque había mucha, pero la mayoría estaba desfasada y no servía de mucho, aunque hemos optado por contarte un poco la historia de su descubrimiento y su estudio aprovechando este hecho.

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Bibliografía •http://es.wikipedia.org •http://www.oarval.org •http://www.astromia.com •http://es.encarta.msn.com •"Un viaje al Cosmos en 52 semanas" por CSIC •"Claroscuro del Universo" por CSIC •Documental "Horizon: La muerte de las estrellas" BBC

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Las supernovas