Supernovas de tipo Ia

Una de las sesiones más largas (casi dos días) que tuvimos hace un par de semanas en el congreso Supernovas y sus galaxias anfitrionas (Supernovae and their host galaxies) en Sídney estaba dedicada a las supernovas de tipo Ia. Este tipo de supernovas son las más brillantes y las que se usan en cosmología, dado que permiten detectarse a grandes distancias, en el Universo profundo, sirviendo para encontrar que la expansión del Universo no se está frenando, sino que se acelera. Ya os conté mucho sobre eso aquí, y de ahí la gran importancia que tiene el entender cómo explotan estas estrellas.
Según la teoría generalmente aceptada (la que os contaba en la historia de la semana pasada), las supernovas Ia son explosiones de estrellas enanas blancas, que acretan el material de una estrella compañera (una gigante roja) hasta que supera una masa crítica (la masa de Chandrasekhar, de 1.4 veces la masa del Sol) y el núcleo de la enana blanca comienza a fusionar el carbono de su núcleo, lo que hace explotar al sistema. Precisamente, que la explosión suceda a esa masa crítica es lo que hace que el brillo de estas supernovas sea siempre más o menos el mismo y puedan usarse como candela estándar a distancias cosmológicas. Pero en este congreso, tras muchas charlas y discusiones, sale claramente la idea de que no es tan fácil como parece caracterizar el brillo máximo de las supernovas de tipo Ia, pues pueden no depender sólo de algunas propiedades de la estrella enana blanca progenitora sino también de la galaxia en la que habita. Por ejemplo, puede que estrellas enanas blancas con pocos metales (que suelen ser las estrellas de las galaxias a distancias cosmológicas) exploten de forma distinta y con brillo distinto a las estrellas enanas blancas que conocemos en nuestra Galaxia, que es muy rica químicamente hablando (muchas generaciones de estrellas han creado muchos elementos distintos al hidrógeno y el helio, que los astrofísicos designamos como "metales"). Por otro lado, es muy importante entender cómo la luz es absorbida por el polvo que existe en la galaxia que hospeda a la supernova. Muchas cosas a tener en cuenta, la verdad.
Sin embargo, el resultado más sorprendente es que hay indicios cada vez más claros que las supernovas de tipo Ia pueden ser también el producto de la colisión de dos enanas blancas:

¿Cómo explotan las supernovas de tipo Ia? Hasta ahora creíamos que eran consecuencia de la acreción de material que cae de una gigante roja a una enana blanca (imagen superior), pero parece que también ocurren cuando dos enanas blancas colisionan (imagen inferior). Imagen robada de esta historia del Bad Astronomer.
Según este modelo, lo que ocurre es que las dos estrellas del sistema binario evolucionan tranquilamente hasta el final de sus vidas, ambas (pero no a la vez) se convierten en enanas blancas liberando las capas exteriores de sus atmósferas como nebulosas planetarias, y están así durante cierto tiempo. Pero puede ocurrir que las dos estrellas enanas blancas se acerquen por su propia gravidad, girando en espiral una alrededor de la otra, hasta que las dos colisionan y sucede la supernova de tipo Ia. En el proceso anterior también se liberarían intensas ondas gravitatorias, con lo que se trata en efecto de un tema de alto interés actual. A esta segunda alternativa se la ha denominado el canal doblemente degenerado para formar una supernova tipo Ia. Lo de doblemente degenerado viene porque una enana blanca se mantiene estable por la ingenta cantidad de electrones degenerados que posee, consecuencia del Principio de Exclusión de Pauli y del Principio de incertidumbre de Heisenberg. La idea original de la explosión de supernova Ia proveniente de un sistema enana blanca y gigante roja se ha bautizado como canal simplemente degenerado.
Así que habrá que estar pendiente de nuevas observaciones sobre esta teoria, dado que las supernovas Ia tienen un impacto muy grande en la evolución de las galaxias: son las responsables principales de la cantidad de hierro que existe en el Universo. Y de esa cosa también estamos hechos nosotros.