Cuando una estrella masiva llega al final de su existencia, sufre una serie de transformaciones internas. En el corazón de la estrella, la fusión nuclear combina progresivamente átomos ligeros para formar elementos más pesados, como el carbono o el oxígeno. Este proceso crea capas concéntricas, cada una rica en elementos específicos, apiladas como las capas de una cebolla. Las capas externas, constituidas por hidrógeno o helio, generalmente son expulsadas por los vientos estelares mucho antes de la explosión final.
Representación artística de la supernova extremadamente despojada 2021yfj.
Crédito: Observatorio Keck / Adam Makarenko
En el caso de la supernova SN2021yfj, los astrónomos detectaron una envoltura de gas compuesta por silicio, un elemento formado muy cerca del núcleo de hierro de la estrella. Normalmente, esta capa interna no tiene tiempo de alejarse lo suficiente para ser visible después de la explosión, ya que se forma solo unos meses antes del final. Su presencia aquí sugiere que todos los materiales externos fueron arrancados prematuramente, revelando así regiones habitualmente ocultas.
Los investigadores plantean la hipótesis de que una estrella compañera podría ser responsable de este despojamiento extremo. Al orbitar alrededor de la estrella moribunda, su gravedad podría haber atraído y expulsado las capas profundas, incluida la de silicio. Este mecanismo, aunque raro, se ajusta a los modelos teóricos y ayuda a comprender cómo los vientos estelares a veces pueden amplificarse por interacciones binarias.
Esta observación valida los modelos de nucleosíntesis, que describen cómo las estrellas producen los elementos químicos. El oxígeno, el neón, el magnesio y muchos otros átomos esenciales para la vida se forjan en estas gigantescas fraguas cósmicas. Las supernovas dispersan luego estos elementos en el espacio, enriqueciendo el medio interestelar y permitiendo la formación de nuevas estrellas y planetas.
Gracias a tales descubrimientos, comprendemos mejor la evolución química del Universo. Las primeras estrellas, desprovistas de elementos pesados, dieron paso a generaciones más diversificadas, como nuestro Sol y la Tierra. Cada explosión contribuye a esta alquimia cósmica, moldeando progresivamente un cosmos cada vez más rico en elementos y propicio para la emergencia de la vida.
La fusión nuclear estelar
La fusión nuclear es el motor que alimenta a las estrellas. Transforma núcleos atómicos ligeros en núcleos más pesados, liberando una energía colosal en forma de luz y calor. Este proceso comienza con el hidrógeno, el elemento más abundante, que se fusiona para formar helio.
Con el tiempo, las reacciones se aceleran y producen elementos cada vez más masivos, como el carbono, el oxígeno y finalmente el hierro. Cada etapa es de menor duración que la anterior: millones e incluso miles de millones de años para el hidrógeno, contra solo unos días para el silicio.
Estas reacciones crean una estructura en capas dentro de la estrella, donde cada estrato corresponde a una etapa de fusión. Esta organización permite a los astrónomos rastrear la historia química de la estrella durante su explosión.
Sin la fusión nuclear, las estrellas no brillarían, y el Universo carecería de los elementos necesarios para la formación de planetas y vida.