
James Josephides, Universidad Tecnológica de Swinburne.
Un equipo de científicos, incluido el Investigador Jefe Ilya Mandel del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) en la Universidad de Monash, recientemente presentó un documento en el que investiga qué sucede con la rotación de estrellas masivas cuando llegan al final de sus vidas.
Las estrellas producen energía fusionando elementos más ligeros en elementos más pesados en su núcleo: hidrógeno en helio, luego helio en carbono, oxígeno, etc., hasta hierro. La energía producida por esta fusión nuclear también proporciona soporte de presión dentro de la estrella, lo que equilibra la fuerza de gravedad y permite que la estrella permanezca en equilibrio.
Este proceso se detiene en el hierro. Más allá del hierro, se requiere energía para la fusión en lugar de ser liberada por la fusión. Un núcleo de estrella de hierro pesado se contrae bajo la gravedad, creando una estrella de neutrones o, si es lo suficientemente pesada, un agujero negro. Mientras tanto, las capas externas de la estrella explotan en un destello brillante, observable como una supernova. Sin embargo, algunas estrellas masivas parecen desaparecer por completo sin ninguna explosión. Las teorías sugieren que estas estrellas masivas colapsan completamente en agujeros negros, pero ¿es eso posible?
Un equipo dirigido por Ariadna Murguia-Berthier, candidata a doctorado en la Universidad de California Santa Cruz, y que involucra al Investigador Jefe de OzGrav, Ilya Mandel, se propuso responder a esta pregunta. Estaban particularmente interesados en comprender si una estrella giratoria podía colapsar silenciosamente en un agujero negro.
En el artículo enviado a Astrophysical Journal Letters , describen un conjunto de simulaciones que investigan el colapso de una nube de gas giratoria en un agujero negro. Se descubrió que si el gas gira demasiado rápido al principio, no puede colapsar eficientemente; en cambio, el gas se distribuye en forma de rosquilla alrededor del ecuador del agujero negro.

Crédito: Ilya Mandel, OzGrav.
El equipo planteó la hipótesis de que el calor generado por la caída de gas al estrellarse contra esta rosquilla giratoria de gas desenlazará las capas externas de la estrella y creará una explosión similar a una supernova. También se descubrió que un pequeño porcentaje de todas las estrellas giraba lo suficientemente lentamente, por debajo del umbral para que ocurriera este estancamiento de gas, y que de hecho podría colapsar en agujeros negros en silencio.
«¡Es muy emocionante reunir la relatividad general, técnicas computacionales sofisticadas, modelos estelares y las últimas observaciones para explorar la formación de agujeros negros de estrellas masivas!» dice Mandel.
Fuente: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).
Artículo original:
BRIGHT EXPLOSIONS OR QUIET COLLAPSES INTO BLACK HOLES? SCIENTISTS INVESTIGATE THE FATE OF MASSIVE STARS. 11/6/2020. |
Material relacionado:
Sobre la muerte de las estrellas masivas:

Las estrellas de alta masa como esta dentro de las galaxias ricas en metales, como la nuestra, expulsan grandes fracciones de masa de una manera que las estrellas dentro de galaxias más pequeñas de menor metalicidad no lo hacen.
Crédito: NATHAN SMITH (UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, BERKELEY) Y NASA.
- How Do The Most Massive Stars Die: Supernova, Hypernova, Or Direct Collapse? Ethan Siegel. Start with a Bang / Forbes. May 4, 2018.
- The Death of Stars II: High Mass Stars. CSIRO / Australian Telescope National Facility.
En los siguientes artículos, en el apartado «Material relacionado» de cada uno, el lector encontrará una selección de información y recursos sobre supernovas:
- Las últimas supernovas del vecindario. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Abril 25, 2016.
- La interacción de la Tierra con los remanentes de una supernova, duró un millón de años. Carlos Costa. Agosto 16, 2016.
- Astrónomo amateur captura la primera luz de una Supernova. Carlos Costa. Febrero 28, 2018.
- ¿Pueden las Supernovas de tipo Ia observadas con lentes gravitatorias fuertes resolver una de las mayores controversias de la Cosmología? Carlos Costa. Marzo, 6, 2018.

Créditos: NASA, ESA, J. Hester y A. Loll (Universidad Estatal de Arizona).
Otros artículos:
- Classifying Supernovae. Ashley Villar. astrobites. Dec 2, 2016.
- Supernovae Cribs. Ashley Villar. astrobites. Jan 14, 2016.
- CSI: Universe. Ashley Villar. astrobites. May 5, 2015.
Otros tipos raros de Supernova:
Las supernovas producen algunas de las explosiones más poderosas en el cosmos, expulsando el contenido de una estrella condenada a morir a velocidades que alcanzan el 10 por ciento de la velocidad de la luz. Usualmente toma unas semanas o meses para que una supernova se desvanezca en la nada, pero los astrónomos ahora han documentado un caso récord en el que una estrella se extinguió en sólo unos pocos días:
- Un tipo raro de supernova extingue la estrella a una velocidad sin precedentes. Carlos Costa. . Abril, 7, 2018.
- Crazy’ Supernova Looks Like a New Kind of Star Death. Natalie Wolchover. Quanta Magazine. Nov. 8, 2017.
Una estrella solitaria que explota en una galaxia distante ha obligado a los astrónomos a dejar de lado décadas de investigación y centrarse en una nueva raza de supernova que puede aniquilar por completo a su estrella madre, sin dejar ningún remanente. El evento emblemático, algo que los astrónomos nunca antes habían presenciado, puede representar la forma en que mueren las estrellas más masivas del Universo, incluidas las primeras estrellas:
- Total Annihilation for Supermassive Stars. Gemini Observatory. Aug. 15, 2019.
Otro caso especial e histórico se presenta a continuación.
La detección de la primera Kilonova y la nueva era de la «Astronomía Multimensajero».

Crédito:ESO/J.D. Lyman, A.J. Levan, N.R. Tanvir.
La confirmación de un nuevo tipo de transitorio de distinto origen, la primera Kilonova el 17 de Agosto de 2017, evento resultante de la fusión de dos estrellas de neutrones detectado por primera vez por LIGO y a continuación por telescopios espaciales tanto de altas energías como en el rango óptico, y luego en tierra por telescopios ópticos y radiotelescopios, abriendo una nueva era de la Astronomía, la «Astronomía Multimensajero» sumando el campo de las Ondas Gravitacionales al de las Electromagnéticas. El comunicado de prensa de ESO, con enlaces a los trabajos de investigación a que dio lugar el evento, es el siguiente:
- Telescopios de ESO observan la primera luz de una fuente de ondas gravitacionales. ESO, Comunicado Científico eso1733es. 16 de Octubre, 2017.
Ver también:
- Astronomers see Light Show associated with Gravitational Waves. Kilonova.org.
- Astronomers Glimpse Cosmic Origins of Gold, Platinum, in Neutron Star Collision. Kim Martinau. University of Columbia.October 16, 2017.
- The formation of the heaviest elements. Anna Frebel and Timothy C. Beers. Physics Today 71, 1, 30 (2018); https://doi.org/10.1063/PT.3.3815. January 2018.
- What happened to the GW170817 neutron stars after the merger?. Hamish Johnston. Physics World. October 18, 2017.
- Kilonova! Gravitational Waves and Radiation Detected From a Neutron Star Collision. Fraser Cain. October 20, 2017. (Video)
- Neutron Star Binary Mergers in the Era of Gravitational Wave Astronomy. Brian Metzger, Columbia University. Harvard Smithsonian Center for Astrophysics Colloquium, Marh 16, 2017. (Video)
- A Ripple, a Flash and a Bang: The Story of Two Neutron Stars. Peter Blanchard and Ashley Villar, PhD Candidates, Astrophysics, Harvard University. February 15, 2018. (Video).
Curiosidades:
Los procesos físicos que enriquecieron químicamente y posiblemente desencadenaron la formación de nuestro Sistema Solar han permanecido como una pregunta sin respuesta en Astrofísica. El siguiente artículo examina la argumentación de un trabajo que trata de responder esa interrogante, proponiendo una explosión de supernova como el causante:
- Triggering the formation of the Solar System. Anna Rosen. Astrobites. Nov 7, 2011.