En algún momento del futuro lejano, el universo será testigo de la última supernova. Hasta un fenómeno tan cataclísmico tiene fecha de caducidad. ¿Cuándo sucederá? Es algo que un investigador ha intentado responder, y que nos presenta un fenómeno muy interesante…
La utilidad de las supernovas
Las supernovas son fenómenos extremadamente potentes. En estrellas más masivas que el Sol, al final de su vida colapsan bajo su propia gravedad, explotando y esparciendo sus restos por la galaxia. En realidad, es algo positivo. Esos elementos podrán integrarse en los futuros sistemas estelares, permitiendo que puedan disponer de elementos como el hierro. Son esenciales para la aparición de la vida. Es decir, literalmente, debemos nuestra existencia, entre otros motivos, a la muerte de estrellas, anteriores a la nuestra, en forma de supernova.
Aproximadamente, cada 1000 años se estima que se producen unas 20 supernovas en una galaxia como la Vía Láctea. En nuestra historia reciente hemos sido testigos de supernovas realmente espectaculares. En 1987, por ejemplo, se pudo ver cómo se producía una supernova en la Gran Nube de Magallanes, una de las galaxias satélite de la nuestra. Allá por el año 1054, astrónomos chinos, árabes y americanos, dejaron anotaciones de la observación de una espectacular supernova desde nuestro planeta, que fue visible durante meses.
Los restos de aquella supernova son lo que hoy conocemos como la popular nebulosa del Cangrejo. En definitiva, estamos ante un fenómeno muy bien conocido, relativamente frecuente, en el conjunto del universo. Además, es una pieza fundamental para poder añadir elementos que sabemos que son necesarios para la vida. Sin embargo, hasta las supernovas, como la formación de estrellas, tiene fecha de caducidad. Llegará un momento, en la historia del universo, en la que dejarán de suceder. Pero ¿cuándo tendrá lugar?
La última supernova típica
Aproximadamente, se calcula que, en unos 100 000 millones de años, se dejarán de formar estrellas masivas, poniendo fin a lo que se podría denominar la primera era de supernovas. No es ningún descubrimiento revolucionario. A fin de cuentas, el material en el universo es finito. Es decir, hay una cantidad limitada de estrellas, en toda la historia del cosmos, que se podrán formar. Incluso desde una escala astronómica, estamos todavía muy lejos de llegar al momento en el que empiecen a formarse las últimas estrellas masivas del cosmos. Pero sucederá…
Después, serán las estrellas menos masivas las que recojan el testigo de las supernovas. Extrañamente, las enanas rojas, las estrellas más longevas del universo, también podrían dejar supernovas espectaculares. Pero una enana roja puede brillar durante una escala de tiempo extremadamente grande. Se calcula que, en unos 10^14 años, (es decir, 10 elevado a 14) incluso las últimas enanas rojas se habrán apagado. A partir de ahí solo quedarán restos estelares. Los cadáveres de viejas estrellas. Será el reinado de enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros.
Todo aquello que tenga más de dos veces la masa del Sol se convertirá en agujeros negros. Entre 1,4 y 2 veces la masa del Sol, una estrella de neutrones. Todo lo demás, serán enanas blancas. Tanto los agujeros negros como las estrellas de neutrones son estables. Los primeros están formados por materia colapsada hasta su límite. Las segundas se mantienen unidas por su propia gravedad, en oposición a la interacción fuerte, que mantiene unida su propia materia. Pero las enanas blancas, sin embargo, no tienen ese mismo nivel de estabilidad.
La última supernova exótica
Esto nos lleva a un escenario extraño. Las enanas blancas se mantienen estables por el efecto de su propia gravedad contra la presión ejercida por los electrones. Es algo que se conoce como el límite de Chandrasekhar, y que establece un máximo de 1,4 masas solares. Por encima de esa masa, nos encontramos con una estrella de neutrones. Una enana blanca, con el paso del tiempo, se enfriará hasta convertirse en una enana negra. Los elementos más pesados, en el interior de la enana blanca, se hundirán hacia el centro.
Formarán un núcleo de elementos como oxígeno, neón o magnesio. Al enfriarse hacia una enana negra, los átomos de su núcleo se acercarán cada vez más. Hasta el punto de desencadenar una fusión extraña. No será una fusión a alta temperatura. Los núcleos estarán tan juntos que chocarán entre sí, provocando que se puedan fusionar elementos más pesados a través de un fenómeno conocido como efecto túnel. En el corazón de una enana negra, con el paso de suficiente tiempo, esos elementos llegarán a fusionarse hasta el hierro.
Estamos hablando de una escala de tiempo inmensa. 10^1100 años (10 elevado a 1100). Cuando el núcleo de la enana negra se convierta en hierro, llegará a un punto crítico. Si tiene entre 1,2 y 1,4 masas solares, explotarán en forma de supernova. Las primeras en explotar como supernovas exóticas (por darles un nombre, simplemente) serán las enanas negras más masivas. Después vendrán las menos masivas, pero algo más masivas que nuestra estrella. Finalmente, en 10^32000 años (sí, un 1 seguido de 32 000 ceros), tendrá lugar la última supernova…
Estudio
El estudio es M. Caplan; «Black Dwarf Supernova in the Far Future». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 7 de agosto de 2020. Puede consultarse en arXiv.
Referencias: Universe Today
