Nuevos datos apoyan el papel de los neutrinos en las explosiones de supernova

Cuando una estrella de gran masa agota su combustible y colapsa por su propio peso, en principio no debería explotar en forma de supernova. Es cierto que en el centro de la esfera de gas se forma una estrella de neutrones y que la materia que cae hacia ella rebota en su dura superficie. Pero, dado que el entorno es extremadamente denso y que la materia sigue cayendo hacia el centro, la onda de choque dirigida hacia fuera debería extinguirse con rapidez.

Hace tiempo que los astrofísicos atribuyen estas espectaculares explosiones cósmicas a las partículas de materia más ligeras que existen: los fantasmales neutrinos. Dado que estos interaccionan muy raramente con la materia, logran filtrarse con mayor facilidad a través de la densa región central de la estrella en colapso. Gracias a ello, pueden colisionar contra los núcleos atómicos situados las zonas más alejadas del centro, lo que les imprime una energía que ayuda a sostener la onda de choque y que permite que esta se abra paso hacia el exterior.

Hasta hoy, sin embargo, las principales pruebas de este proceso procedían de complejas simulaciones por ordenador. Ahora, un trabajo dirigido por Toshiki Sato, del centro de investigación japonés RIKEN, ha aportado datos observacionales que apoyan el papel clave de los neutrinos en el mecanismo que desencadena las explosiones de supernova. Los resultados se publican en Nature.

Los datos obtenidos por los investigadores provienen de Casiopea A, el remanente de una supernova que, vista desde la Tierra, explotó hace unos 350 años. Gracias a las imágenes del observatorio de rayos X Chandra, los autores han podido identificar en la nube del remanente una región que contiene isótopos estables (no radiactivos) de dos metales de transición: titanio y cromo.

Los procesos nucleares que dan lugar a estos isótopos solo pueden producirse en determinadas condiciones de presión y temperatura. A partir de las proporciones observadas de uno y otro, los investigadores argumentan que las condiciones en que tuvieron que crearse coinciden con las predichas por aquellos modelos en los que la explosión está desencadenada por neutrinos. Según concluyen los autores en su artículo, los resultados «arrojan luz sobre un problema astrofísico que llevaba largo tiempo sin resolver».

Robert Gast

Referencia: «High-entropy ejecta plumes in Cassiopeia A from neutrino-driven convection»; Toshiki Sato et al. en Nature, vol. 592, págs. 537–540, 21 de abril de 2021.

Fuente: Investigación y ciencia es

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