Consiguen recrear las supernovas que moldearon nuestro Sistema Solar

La vida de las estrellas es un proceso fascinante. Todo comienza con una nube de gas espacial de un tamaño colosal que se arremolina y compacta alrededor de un punto en el que la presión y temperatura acaban siento tan elevadas que son capaces de fusionar los átomos. Durante el proceso de fusión nuclear se crean nuevos elementos a partir de hidrógeno y helio lo que desprende una enorme cantidad de energía en forma de luz y calor, es decir, la fusión nuclear mantiene viva a la estrella. Sin embargo, este violento nacimiento empalidece al lado de la muerte de las estrellas de gran tamaño. El final de estos astros es una explosión en forma de nova, supernova o hipernova, eventos pueden llegar a desprender tanta energía como el resto de estrellas que se encuentran en la galaxia y, en ciertas ocasiones, llegar a ser más brillantes que la misma.

Resurgir de las cenizas

Una explosión tan gigantesca tiene consecuencias no solo para los posibles planetas que hayan orbitado la estrella durante millones de años, si no que afecta a todo su vecindario estelar. La onda de choque que se forma viaja por el espacio agitando todo a su paso y, entre las estructuras que agita, se encuentran enormes nubes de gas que existen en los espacios interestelares. Estas nubes de gas, al verse perturbadas, concentran sus moléculas en ciertas regiones, favoreciendo que comience el proceso que hemos explicado anteriormente y que culmina con la formación de nuevas estrellas. Es por esto que estudiar las interacciones entre las ondas de choque de las supernovas y las regiones con gas y polvo permite a los astrónomos entender los primeros estadios de la formación estelar.

Aunque estudiar dichas interacciones no es una tarea sencilla, ya que se encuentran en lugares demasiado lejanos para la resolución de los telescopios y, sobre todo, porque el tiempo que tarda en formarse una estrella puede llevar cientos de miles o millones de años, mucho más que cualquier civilización que intente observar el proceso de inicio a fin. Las aproximaciones matemáticas son una vía para dar con algunos modelos, sin embargo, con la tecnología actual, las supercomputadoras y las simulaciones numéricas no pueden manejar la complejidad de la interacción entre las nubes y los restos de supernova. Por lo tanto, los entresijos de este tipo de formación de nuevas estrellas distan mucho de estar resueltos y, para comprenderlos mejor, los científicos han de conseguir reproducir los procesos en condiciones más terrenales.

Láseres y espuma

La respuesta puede venir de un esfuerzo conjunto de la Academia China de Física de la Ingeniería, investigadores del Instituto Politécnico de París, la Universidad Libre de Berlín, el Instituto Conjunto de Altas Temperaturas de la Academia Rusa de Ciencias, el Instituto de Física de la Ingeniería de Moscú, la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica, la Universidad de Oxford y la Universidad de Osaka, donde han utilizado espuma y láseres de alta energía para simular el efecto de las perturbaciones.

En dicho estudio, publicado en “Matter and Radiation at Extremes”, la bola de espuma representa una zona densa dentro de una nube de gas espacial. Una vez encienden el láser de alta potencia, este crea una onda expansiva que se propaga a través de una cámara de gas circundante hasta llegar a la espuma. Gracias a la propagación de la onda expansiva que atraviesa el material, el equipo puede observar cómo esta espuma se comprime y estudiar su comportamiento utilizando imágenes de rayos X. La evolución de la estructura de la espuma durante los momentos posteriores a la exposición al láser se asemeja a los cambios en la morfología de las nubes de gas espaciales, solo que en una escala mucho más manejable. Así, gracias a este ingenioso método, los científicos pueden hacerse una idea de cómo reaccionan los gases a las ondas de choque y las estructuras que posteriormente formarán estrellas. Además, también pueden probar ondas de choque de varias potencias para plantear diferentes escenarios, algo imposible de probar a tamaños estelares.

Así comenzó nuestra historia

En palabras de Bruno Albertazzi, autor principal del artículo: “Nuestra primitiva nube molecular, en la que se formó el Sol, fue probablemente provocada por restos de supernovas. Este experimento abre una nueva y prometedora vía para que la astrofísica de laboratorio comprenda los puntos clave para su formación”.

Por tanto, como pequeña conclusión y completando la frase del físico y divulgador Carl Sagan; parece ser que no solo “somos polvo de estrellas”, sino que además estamos moldeados por sus explosiones, que permitieron que, hace más de 4 500 millones de años, una nube de gas se agitara y formase el Sol, La Tierra y, tras miles de millones de años de evolución, las personas que estamos leyendo este artículo.

QUE NO TE LA CUELEN

• Una supernova no es un proceso instantáneo, de hecho, desde que colapsa el núcleo estelar hasta que la explosión llega a la superficie de la estrella pueden pasar semanas o meses. Recordemos que la magnitud de estos cuerpos es inmensa.
• Existen al menos dos tipos de supernova, las gravitatorias y termonucleares. En este artículo hemos nombrado las gravitatorias, que son aquellas que se producen por el colapso de una estrella masiva al agotar el combustible. Las termonucleares se producen cuando una enana blanca comienza a tomar materia de una estrella cercana hasta que alcanza una masa crítica y revienta, esparciendo su contenido por el espacio.

REFERENCIAS (MLA)

• Albertazzi, B. et al. “Triggering Star Formation: Experimental Compression Of A Foam Ball Induced By Taylor–Sedov Blast Waves”. Matter And Radiation At Extremes, vol 7, no. 3, 2022, p. 036902. AIP Publishing, https://doi.org/10.1063/5.0068689.