¿Cuáles son las diferencias entre supernovas, kilonovas e hipernovas?

NASA, ESA, R. Foley (UC Santa Cruz), J. DePasquale (STScI)

¿Cuáles son las diferencias entre supernovas, kilonovas e hipernovas?

Wolfgang Golser 

Tucson, Arizona 

En latín, nova significa “nuevo”. En astronomía, se refiere a una “estrella” brillante temporal en el cielo nocturno. Pero las causas de estas estrellas breves pero brillantes son variadas.

Las novas clásicas se producen en un sistema estelar binario con una enana blanca y una estrella lo suficientemente cerca como para que la enana blanca absorba, o acreciente, material de su compañera. El material (principalmente hidrógeno) se asienta en la superficie de la enana blanca hasta que se ha acumulado suficiente para iniciar una reacción de fusión nuclear, el mismo proceso que alimenta al Sol. A medida que el hidrógeno se convierte en elementos más pesados, la temperatura aumenta, lo que a su vez aumenta la velocidad de combustión del hidrógeno. En este punto, la enana blanca experimenta una reacción termonuclear descontrolada, expulsando el hidrógeno no quemado, que libera entre 10.000 y 100.000 veces la energía que nuestro Sol emite en un año. Debido a que la enana blanca permanece intacta después de expulsar este exceso, un sistema estelar puede experimentar múltiples novas clásicas. Las kilonovas se producen cuando dos objetos compactos, como dos estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro, chocan. Estas fusiones, como sugiere su nombre, son unas 1.000 veces más brillantes que una nova clásica, pero no tanto como una supernova, que es de 10 a 100 veces más brillante que una kilonova.

Hay dos formas básicas de obtener una supernova. El tipo de supernova en el que la mayoría de la gente piensa es el último hurra de una estrella moribunda, conocida como supernova de tipo II o de colapso del núcleo. Al final de la vida de una estrella masiva, ya no tiene la energía para sostenerse contra la gravedad y colapsa, y el núcleo se comprime hasta formar una bola lo más compacta posible. La implosión reverbera hacia afuera, haciendo explotar el material sobrante en el espacio. En este caso, nace un nuevo remanente estelar, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro. El otro tipo de supernova, la supernova de tipo Ia, se produce cuando una enana blanca de un sistema binario de estrellas absorbe demasiado material de su compañera. A diferencia de las nova clásicas, esta enana blanca experimenta una reacción termonuclear en su núcleo. Una vez que cruza un umbral de masa crítica, colapsa y expulsa violentamente su capa exterior, desgarrándose. En este escenario, la enana blanca suele quedar destruida.

Una hipernova, a veces llamada colapso del núcleo, es una supernova en la que su  núcleo particularmente energético colapsa rápidamente en un agujero negro. Los científicos creen que una hipernova se produce cuando estrellas con más de 30 veces la masa del Sol colapsan rápidamente en un agujero negro. La explosión resultante es entre 10 y 100 veces más potente que una supernova.