Agonía de Una Estrella Enana Blanca en 3D

Astrofísica
20 de Abril de 2007.

Las estrellas enanas blancas típicas contienen una vez y media la masa del Sol en un volumen como el ocupado por la Tierra. Cuando llegan a la fase más crítica de su agonía, estallan en un tipo de supernova que los astrofísicos creen que fabrica la mayor parte del hierro del universo. Pero estas supernovas de tipo Ia, como se denominan, también pueden ayudar a desvelar algunos detalles sobre la misteriosa energía oscura, una fuerza desconocida que domina al universo.

"Eso sólo será posible si podemos conocer mucho más a fondo cómo estas estrellas explotan", matiza Don Lamb, director del Centro para las Explosiones Termonucleares Astrofísicas de la Universidad de Chicago. Este centro ha estado simulando explosiones de estrellas desde 1997.

A finales de la década de 1990, las mediciones de las supernovas mostraron que la expansión del universo se está acelerando. Al desconocer la fuerza que actuaba contra la gravedad para producir esta expansión creciente, los astrofísicos empezaron a llamarla "energía oscura".

Los científicos han intentado durante años hacer explotar una enana blanca, virtualmente hablando. Para lograrlo, han introducido las leyes de la física en el software, y han puesto a prueba sus cálculos en simulaciones. Al principio, las detonaciones sólo ocurrían si se insertaban manualmente en los programas. Luego, el equipo consiguió detonar de manera "natural" estrellas enanas blancas en experimentos bidimensionales simplificados, pero hubo quien pretendió que el planteamiento usado no funcionaría en 3D.

Por primera vez, el equipo ha logrado detonar de forma "natural" una enana blanca en una simulación tridimensional y por tanto más cercana a la realidad. La simulación confirmó lo que el equipo ya sospechaba de las pruebas anteriores: la detonación de las estrellas se produce en un proceso supersónico parecido a la combustión en los motores diesel.

A diferencia de un motor de gasolina, en el que las chispas encienden el combustible, la compresión dispara la ignición en un motor diesel. No se desea una combustión supersónica en el motor de un automóvil, pero la activación es similar a la de la explosión de una enana blanca.

Las temperaturas alcanzadas por una estrella enana blanca al detonar hacen que los 6.000 grados centígrados de la superficie del Sol parezcan, en comparación, un frío día invernal. En las explosiones nucleares, se producen temperaturas del orden del millar de millones de grados.

La nueva simulación en 3D de una enana blanca muestra la formación cerca del centro de la estrella de una especie de burbuja de fuego. La burbuja, que al principio mide aproximadamente 15 kilómetros de diámetro, registra una tremenda expansión en apenas un segundo, saldándose, en el segundo siguiente, con el colapso de la burbuja sobre sí misma en el extremo opuesto de la estrella, provocando una detonación.

Este proceso no consume más de tres segundos, pero simularlo exigió un tiempo considerablemente mayor. El equipo de expertos ejecutó su simulación masiva en dos poderosas supercomputadoras en los laboratorios nacionales Lawrence Livermore y Lawrence Berkeley, en California.