Este fotograma de una de las simulaciones muestra el interior de una estrella supermasiva de 55.500 masas solares justo un día después del inicio de la explosión. Ken Chen, de la Universidad de California en Santa Cruz

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Descubrir como muere una estrella es algo complicado, no tenemos datos de primera mano y tan solo podemos fiarnos de las matemáticas y nuestras simulaciones informáticas. Pero tratar de ver como el fallecimiento de un sol que se formo poco después del Big Bang el algo como menos que imposible.

Pero la palabra imposible no existe para la ciencia, y una nueva serie de simulaciones que tratan de desvelar estos eventos en las primeras estrellas ha mostrado algo realmente inusual, aquellas que tenían una masa de entre 55.000 y 56.000 veces la de nuestro Sol no habrían dejado atrás el típico agujero negro al que estamos acostumbrados, su fallecimiento como una supernova las habría consumido completamente, sin dejar nada atrás.

Un equipo formado por astrofísicos de la Universidad de California, Santa Cruz (UCSC) y la Universidad de Minnesota llegaron a esta conclusión después de ejecutar una serie de simulaciones en los superordenadores National Energy Research Scientific Computing Centee (NERSC) del Departamento de Energía y el Minnesota Supercomputing Institute de la universidad de Minnesota.

Las primeras estrellas del Universo son de los objetos más interesantes del cosmos, fueron las responsables de la aparición de los primeros elementos más pesados que el hidrogeno y el helio. Durante su muerte, estos nuevos elementos fueron lanzados al espacio allanando el camino a la siguiente generación de estrellas y enriqueciendo la química del cosmos, lo que a su vez permitió la aparición de los sistemas solares y de planetas como el nuestro.

De esta forma, llegar a comprender como murieron estas primeras estrellas podría permitirnos entender como evoluciono el Universo y llego a ser lo que es en la actualidad.

“Encontramos que hay una estrecha ventana donde las estrellas supermasivas podrían explotar por completo en lugar de convertirse en un agujero negro supermasivo, nunca nadie ha encontrado este mecanismo antes”, comento Ke-Jung Chen, investigador postdoctoral de la UCSC y autor principal del trabajo.

Para modelar la vida de una estrella supermasiva primordial, Chen y sus colegas utilizaron un código de evolución estelar unidimensional llamado Kepler. Este código tiene en cuenta procesos clave como la combustión nuclear y la convección estelar así como otros datos relevantes para las estrellas masivas, la foto-desintegración de elementos, la producción de pares electrón-positrón y los efectos especiales relativistas. El equipo también incluyó los efectos relativistas generales, que son importantes para las estrellas por encima de 1.000 masas solares.

De esta forma descubrieron que aquellas primeras estrellas que tenían entre 55.000 a 56.000 masas solares tendrían una esperanza de vida de tan solo 1,69 millones años antes de volverse inestables debido a los efectos relativistas generales y comenzar a derrumbarse. Durante el colapso de una estrella, la densidad de su interior aumenta, comienzan a formarse rápidamente nuevos elementos como el oxígeno, neón, magnesio y silicio a partir de la fusión del helio presente en su núcleo. Este proceso libera más energía que la que permite que la estrella se mantenga unida, lo que detiene el colapso y provoca una explosión masiva, una supernova.

Estas simulaciones muestran que una vez se invierte el colapso, las inestabilidades de Rayleigh-Taylor mezclan elementos pesados producidos durante los momentos finales de la estrella en todo el interior de la propia estrella. Los investigadores dicen que esta mezcla debe crear una firma observacional distintiva que podría, quizás, ser detectada por los próximos experimentos en el infrarrojo cercano, como el Euclides de la Agencia Espacial Europea o el Wide-Field Infrared Survey Telescope de la NASA.

Dependiendo de la intensidad de las supernovas, algunas estrellas supermasivas podrían, cuando explotan, enriquecer toda su galaxia anfitriona e incluso algunas galaxias cercanas con elementos que irían desde el carbón al silicio. En algunos casos, la supernova puede incluso desencadenar un estallido de formación estelar en la galaxia anfitriona, lo que las haría visualmente distintas de otras jóvenes galaxias.

El trabajo ha sido publicado en Astrophysical Journal.

espacioprofundo.es 30/09/14