Alexander Martín De la Parra Nava[6to Coyote], Diego Gómez Franco[6to Coyote], Sara Lua Martínez Hernández[6to Coyote]
Las supernovas son explosiones gigantes de estrellas que ayudan a darle forma al universo. En esta investigación aprendimos cómo se forman, qué tipos existen y por qué son tan importantes. Descubrimos que hay dos tipos principales de supernovas: unas ocurren cuando una estrella muy grande se queda sin energía y colapsa, y otras cuando una enana blanca (una estrella pequeña y densa) roba materia de otra estrella hasta explotar.
También aprendimos que las supernovas crean muchos de los elementos que encontramos en la Tierra, como el hierro y el oxígeno, ¡incluso los que forman nuestros cuerpos! Además, exploramos qué pasaría si una supernova explotara cerca de nuestro planeta. Aunque sería un evento impresionante, la radiación y las partículas podrían afectar nuestra atmósfera.
Para conocer más, fuimos al evento “La Noche de las Estrellas”, donde entrevistamos a un astrónomo. Nos contó que los científicos usan telescopios espaciales y detectores de partículas para estudiar y predecir las supernovas. Gracias a estos avances, ahora sabemos mucho más sobre cómo funcionan estas explosiones estelares.
Este trabajo nos ayudó a entender mejor el espacio y compartir nuestro aprendizaje con otras personas. Además, nos dimos cuenta de lo importante que es la astronomía para descubrir los secretos del universo y nuestra propia existencia.
Supernovas are giant star explosions that help shape the universe. In this project, we learned how they form, what types exist, and why they are so important.
We discovered that there are two main types of supernovas: One happens when a huge star runs out of energy and collapses. The other happens when a small, dense star steals material from another star until it explodes. We also learned that supernovas create many of the elements we find on Earth, like iron and oxygen, and even the ones that make up our bodies! We also explored what would happen if a supernova exploded near our planet. While it would be an amazing sight, the radiation and particles could affect our atmosphere.
To learn more, we went to the event “La Noche de las Estrellas” (The Night of the Stars), where we interviewed an astronomer. He told us that scientists use space telescopes and particle detectors to study and predict supernovas. Thanks to these technologies, we now know much more about how these incredible explosions work.
This project helped us understand space better and share what we learned with others. We also realized how important astronomy is for discovering the secrets of the universe and our own existence.
In tlāltikpak okse nikān tonatiuh se ikpalōwaltia, se chīchīltik mixtli īhuān se tēyōlik tsakualistli. In tikchīwa tlamachtiliztli ōmpa tikmopalehuiya se yolilistli īhuān in tlakatl īpan tlāltikpak.
El universo es un lugar gigantesco y lleno de misterios. Una de las cosas más sorprendentes que ocurren en el espacio son las supernovas, explosiones gigantes de estrellas que pueden iluminar toda una galaxia. En esta investigación queremos descubrir cómo y por qué ocurren las supernovas, qué efectos tienen y por qué son tan importantes para el universo.
Para entender mejor este tema, buscamos información en libros, páginas de internet y también realizamos una entrevista a un astrónomo en el evento “La Noche de las Estrellas”. Con su ayuda, aprendimos muchas cosas interesantes sobre estos fenómenos espaciales.
Nuestro objetivo con esta investigación es compartir lo que aprendimos y ayudar a que más niños y niñas conozcan la importancia de las supernovas. Además, este tema nos conecta con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ya que nos enseña más sobre el espacio y cómo todo en el universo está relacionado, incluso con la vida en la Tierra.
Este trabajo también nos ayuda a pensar como científicos, investigando, preguntando y buscando respuestas. Y quién sabe… ¡quizás algún día, alguno de nosotros descubra algo increíble sobre el universo!
Elegimos investigar sobre las supernovas porque son uno de los fenómenos más poderosos del universo. Con esta investigación queremos que se conozca más sobre este sorprendente fenómeno.
Aunque es conocido que las estrellas masivas culminan su vida con una explosión conocida como supernova, muchos de los procesos internos que desencadenan este evento aún no se comprenden por completo. Nuestro objetivo es investigar las consecuencias que una supernova tiene en su entorno, como la formación de nuevos elementos y su influencia en la evolución de las galaxias.
Si una estrella masiva agota todo su combustible, entonces colapsará bajo su propia gravedad y explotará como una supernova, liberando una gran cantidad de energía y elementos pesados que ayudarán a la formación de nuevas estrellas y planetas.
Comprender y compartir cómo las estrellas viven y mueren, y qué relación tienen en la creación de elementos.
Nuestra investigación está relacionada con el Objetivo de desarrollo dostenible 4: Educación de Calidad. Buscamos fomentar el interés por la ciencia y la astronomía en niños y jóvenes, promoviendo el aprendizaje sobre el universo de manera accesible y divertida.
¿Qué es una supernova?
El término supernova se deriva del latín “nova”, que significa “nuevo”. Se trata de un tipo de explosión surgida de una estrella cuya luminosidad aumenta muchos millones de veces su nivel normal después de la erupción.
Toda explosión de supernova añade elementos enriquecedores a las nubes espaciales de polvo y gas. Además, eleva la diversidad interestelar y produce una onda de choque que comprime a estos cuerpos gaseosos para contribuir a la formación de nuevas estrellas.
Sin embargo, no todas las estrellas están destinadas a terminar en supernovas. Bastantes son las que se enfrían y, a consecuencia de ello, acaban sus días como enanas blancas y luego como enanas negras.
Método:
Como parte de nuestra investigación, asistimos al evento astronómico “La Noche de las Estrellas” en Ciudad Universitaria, CDMX, donde tuvimos la oportunidad de entrevistar al Dr. en Astrofísica Leonardo García de la UNAM.
Durante la entrevista, abordamos temas clave sobre las supernovas y su impacto en la evolución del universo.
Gracias a esta entrevista, obtuvimos información valiosa de un experto que complementa nuestra investigación, permitiéndonos entender mejor el papel de las supernovas en la evolución cósmica.
Con la intención de ampliar nuestros conocimientos sobre el tema acudimos a la Biblioteca Vasconcelos y consultamos diversas fuentes en internet donde recopilamos la siguiente información:
Supernovas en formación
La formación de las supernovas depende del tipo de estas. Una de ellas, explica la NASA, se produce cuando una estrella, al menos cinco veces la masa del sol, se apaga con un estallido. Sucede que, al quedarse sin combustible, estos objetos luminosos se enfrían, aumentando su presión y permitiendo que la gravedad se imponga. Al final, como resultado de los cambios, el colapso de la estrella ocurre.
Algunas supernovas más son producto de una estrella orbitando en torno a otra. Si una de ellas es una enana blanca, de aproximadamente el tamaño de la Tierra, puede extraer demasiada materia de su vecina, originando una supernova.
Las estrellas son las “fábricas del Universo”, pues en ellas se producen todos los elementos químicos necesarios para la constitución de todo lo que existe en el cosmos y en sus núcleos, las estrellas convierten elementos simples, como el hidrogeno, en otros más pesados, los cuales son necesarios para la vida. Finalmente, las supernovas distribuyen por el espacio los elementos almacenados en las estrellas y los recién creados.
Formación de Supernovas
Supernovas de Colapso de Núcleo (Tipo II, Ib, y Ic)
Estas supernovas se producen al final del ciclo de vida de estrellas masivas, generalmente con masas mayores a 8 veces la del Sol.
Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, su núcleo colapsa debido a la gravedad, formando un objeto compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro.
Este colapso genera una onda de choque que expulsa las capas exteriores de la estrella en una explosión catastrófica.
Supernovas Termonucleares (Tipo Ia)
Ocurren en sistemas binarios, donde una enana blanca acumula material de su compañera, generalmente una gigante roja. Cuando la masa de la enana blanca alcanza un límite crítico (aproximadamente 1.4 veces la masa del Sol, conocido como el límite de Chandrasekhar), se desata una explosión termonuclear que destruye completamente la estrella.
Tipos de Supernovas
Supernovas de Tipo Ia
Se originan por explosiones termonucleares en enanas blancas.
Son utilizadas como “velas estándar” para medir distancias cósmicas debido a la uniformidad de su luminosidad.
Supernovas de Tipo II
Resultan del colapso del núcleo de estrellas masivas con envolturas ricas en hidrógeno.
Estas explosiones muestran líneas espectrales de hidrógeno.
Supernovas de Tipo Ib y Ic
También son producto del colapso del núcleo de estrellas masivas, pero estas han perdido sus capas exteriores de hidrógeno (Tipo Ib) o de hidrógeno y helio (Tipo Ic) antes de la explosión.
La pérdida de estas capas suele deberse a vientos estelares intensos o a la interacción con una estrella compañera.
El proceso de como se forma una supernova es complejo y varía dependiendo del tipo de estrella que está involucrada. Por ejemplo en el caso de una estrella masiva, la explosión se produce cuando el núcleo de la estrella colapsa y luego rebota, lanzando materia a velocidades increíbles y produciendo una onda de choque que se extiende a través del espacio y en el caso de una estrella enana blanca (la estrella enana blanca es un remanente estelar que se genera cuando una estrella de masa menor que 10 masas solares ha agotado su combustible nuclear y ha expulsado mucho de esta masa en una nebulosa planetaria), la explosión se desencadena cuando la acumulación de materia provoca un rápido aumento de la temperatura y presión en el núcleo, desencadenando una explosión termonuclear, en pocas palabras las supernovas se forman cuando una estrella muere, aunque no todas las estrellas se pueden convertir en supernovas, como referencia deben ser mínimo 8 veces la masa de nuestro sol.
Hay dos teorías sobre la formación de las supernovas. La primera teoría sobre la formación de las supernovas explica, que el proceso comienza cuando por falta de combustible en el núcleo, se dejan de generar reacciones termonucleares. Esto conlleva a que la presión del núcleo disminuya y el núcleo se contraiga de forma abrupta, se caliente y colapse, emanando energía.
Otra teoría habla de los sistemas binarios de estrellas, este es un proceso más violento y sucede cuando una enana blanca recibe masa de su compañera, ésta masa debe ayudar a sobrepasar el límite de Chandrasekhar. Esto genera una compresión interna que dispara las reacciones termonucleares y hace estallar a la enana blanca, que por lo general se lleva por delante a su hermana; rara vez quedan restos de su compañera.
Una de las consecuencias más importantes de una supernova es la liberación de una gran cantidad de energía, ya que cuando explotan, las supernovas arrojan material al espacio a 15 000 – 40 000 kilómetros por segundo. Estas explosiones producen gran parte del material del universo, incluyendo elementos como el hierro, que conforma nuestro planeta e incluso a nosotros mismos. Otra consecuencia importante es la liberación de ondas de choque que pueden comprimir nubes de gas y polvo interestelares, desencadenando la formación de nuevas estrellas y sistemas planetarios. Además, la explosión de una supernova puede producir rayos cósmicos de alta energía que tienen un impacto significativo en la atmósfera de los planetas cercanos, incluyendo la Tierra.
Sin embargo, pocas estrellas se convierten en supernovas. Muchas se enfrían y terminan sus días como enanas blancas y, posteriormente, como enanas negras.
Hace miles de millones de años, antes de que se formara la Tierra, lo que más tarde se convirtió en nuestro sistema solar estaba formado por elementos dinámicos y gaseosos de una supernova masiva. En otras palabras, los remanentes de supernova, lo que queda cuando una estrella explota, contienen los elementos esenciales para la vida
Las supernovas son eventos cósmicos de gran relevancia para la formación y evolución del universo, ya que desempeñan un papel crucial en la creación de elementos y en la dinámica de las galaxias. Aquí se detalla su importancia:
Fusión de elementos: Durante su vida, las estrellas masivas producen elementos ligeros como helio y carbono mediante la fusión nuclear. Sin embargo, las condiciones necesarias para formar elementos más pesados, como hierro y oro, solo se alcanzan durante una supernova.
Nucleosíntesis explosiva: En la explosión de una supernova, las temperaturas y presiones extremas permiten la creación de elementos más allá del hierro (como uranio y platino) mediante un proceso llamado captura de neutrones.
Dispersión de materiales: Los elementos recién formados son liberados al espacio interestelar, donde se mezclan con el gas y polvo existentes, enriqueciendo el medio interestelar con materiales necesarios para nuevas generaciones de estrellas y planetas.
Formación de nuevas estrellas: Las ondas de choque generadas por la explosión pueden comprimir nubes de gas cercanas, iniciando el proceso de formación estelar. Las supernovas, por tanto, catalizan el nacimiento de nuevas estrellas.
Origen de sistemas planetarios: Los elementos dispersados contribuyen a la formación de planetas, lunas y otros cuerpos celestes ricos en minerales esenciales para la vida.
Distribución de energía y materia: Las supernovas redistribuyen energía en la galaxia, influyendo en la dinámica del gas y polvo galácticos. Esto afecta la formación de nuevas estructuras galácticas.
Regulación de la formación estelar: Al expulsar material y liberar energía, las supernovas pueden frenar o acelerar la formación de estrellas en ciertas regiones.
Elementos para la vida: Elementos como carbono, nitrógeno y oxígeno, esenciales para la vida, son productos directos o indirectos de las supernovas. Sin ellas, no habría elementos pesados necesarios para formar moléculas orgánicas complejas.
Enriquecimiento de planetas habitables: Los sistemas solares, como el nuestro, se forman a partir de nubes interestelares enriquecidas por generaciones previas de supernovas, lo que posibilita planetas ricos en elementos químicos.
Indicadores Cósmicos: Las supernovas tipo Ia, con un brillo consistente, se utilizan como “velas estándar” para medir distancias en el universo y estudiar su expansión.
Estudio de la materia extrema: Las condiciones extremas durante una supernova ayudan a los científicos a estudiar fenómenos como las estrellas de neutrones y los agujeros negros, ampliando nuestra comprensión de la física.
Explosión de un globo simulando el de una Supernova
Materiales:
Procedimiento:
Durante nuestra investigación sobre las supernovas, realizamos un experimento en el que simulamos una explosión estelar con un globo. Cuando el globo explotó, la harina y la diamantina en su interior se dispersaron, representando cómo una supernova lanza elementos al espacio. Esto nos ayudó a visualizar cómo estas explosiones enriquecen el universo con nuevos materiales.
Además, en nuestra entrevista con un astrónomo en el evento “La Noche de las Estrellas”, aprendimos sobre la importancia de las supernovas en la formación de planetas y sistemas estelares. También descubrimos que los astrónomos utilizan telescopios avanzados y detectores de partículas para estudiar estos eventos cósmicos.
Las supernovas no solo marcan el final de una estrella, sino que también son el inicio de nuevos planetas y estrellas. Son fundamentales para la evolución del universo porque esparcen elementos que permiten la existencia de la vida.
Nuestro proyecto nos ayudó a comprender mejor el espacio y a darnos cuenta de que la ciencia es emocionante y llena de misterios. Esperamos que más niños y niñas se interesen en la astronomía y en descubrir los secretos del universo.
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Estrellas en explosión: supernovas y sus consecuencias. 14 noviembre,2023, https://viajealasestrellas.com.mx/estrellas-en-explosion-supernovas-y-sus-consecuencias/
Andrews, Robin (2024) Estrellas en explosión: supernovas y sus consecuencias. 24 septiembre, 2024, https://www.nationalgeographic.es/espacio/supernova
“Cosmos” Autor: Carl Sagan-Editorial: Planeta
“El nacimiento de nuestra galaxia” por J.E. Horvath
“Astrofísica para jóvenes con prisa” por Neil de Grasse Tyson- Editorial: Paidós
