Una vieja y pesada estrella se encuentra a punto de experimentar una muerte espectacular. A medida que su reserva de energía nuclear disminuye, la estrella comienza a colapsar bajo su propio y enorme peso. La aplastante presión en su interior se dispara, provocando de este modo nuevas reacciones nucleares (que constituyen el escenario perfecto para una espeluznante explosión). Pero luego… no ocurre nada.
Al menos esa es la información que los astrofísicos han estado recibiendo de sus supercomputadoras durante décadas. Muchos de los mejores modelos de las explosiones de supernovas realizados por computadora no han logrado producir una explosión. En cambio, y de acuerdo con estas simulaciones, la gravedad sale victoriosa de la pelea y la estrella simplemente colapsa.
{mosimage} Queda claro entonces que a los físicos se les está escapando algo.
“Verdaderamente, todavía no entendemos cómo es que funcionan las supernovas que son producto de estrellas masivas”, dice Fiona Harrison, una astrofísica del Instituto de Tecnología de California. Entendemos mucho mejor la muerte de estrellas relativamente pequeñas pero respecto de las estrellas más grandes (aquellas que tienen casi nueve veces la masa del Sol), la física simplemente no ofrece una explicación.
Derecha: Modelo, creado por computadora, de una supernova que rota velozmente y cuyo centro colapsará. Las observaciones que ha realizado el telescopio NuSTAR de remanentes de supernova reales proporcionarán datos de suma importancia para los modelos y ayudarán a explicar el modo en que las supernovas masivas logran explotar. Crédito: Fiona Harrison/Caltech. [Imagen ampliada]
Algo debe de estar ayudando a esa fuerza de radiación a empujar hacia afuera, y a otras presiones, para ganar la pelea contra la gravedad, que ejerce su fuerza hacia el interior de la estrella. Para descubrir ese “algo”, los científicos deben examinar el interior de una supernova verdadera durante su proceso de explosión, ¡lo cual no es particularmente fácil de hacer!
Pero eso es exactamente lo que Harrison se propone, utilizando un nuevo telescopio espacial llamado Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares o NuSTAR, por su sigla en idioma inglés, que la investigadora se encuentra desarrollando junto con sus colegas.
Una vez que despegue a bordo del cohete Pegasus, en 2011, el NuSTAR proporcionará a los científicos una vista sin precedentes de los rayos-X de alta energía que provienen de remanentes de supernova, agujeros negros, blazars y otros fenómenos cósmicos extremos. NuSTAR será el primer telescopio espacial capaz de enfocar estos rayos-X de alta energía, produciendo imágenes que son casi cien veces más claras que las que pudieron obtenerse con los telescopios anteriores.
Usando el NuSTAR, los científicos buscarán pistas que les ayuden a determinar las condiciones que reinan en el interior de una estrella en explosión, grabadas en el patrón de elementos dispersos en la nebulosa que queda luego de que la estrella explota.
Arriba: Concepto artístico del NuSTAR. La óptica para enfocar rayos-X requiere longitudes focales muy largas; de allí el mástil desplegable de 10-metros de largo, el cual se extiende después del lanzamiento. [Imagen ampliada] [Más información]
“No se tiene muy a menudo la posibilidad de ver este tipo de explosiones; las que se producen lo suficientemente cerca como para estudiar en detalle”, dice Harrison. “Lo que sí podemos hacer es estudiar los remanentes. Tanto la composición como la distribución del material en los remanentes ofrecen mucha información sobre la explosión”.
Un elemento en particular es de singular importancia: el titanio-44. La creación de este isótopo de titanio, por medio del proceso de fusión nuclear, requiere una combinación específica de energía, presión y materias primas. En el interior de la estrella que colapsa, esa combinación se desarrolla a una profundidad muy especial. Todo lo que se encuentre por debajo de ese nivel de profundidad sucumbirá a la fuerza de gravedad y colapsará sobre sí mismo formando de ese modo un agujero negro. Todo lo que esté sobre ese nivel de profundidad saldr
