Astrónomos internacionales quedaron impactados por un descubrimiento que permite mirar dentro de una supernova desprovista de su núcleo.

Más allá de lo que la ciencia había conseguido observar hasta ahora, los expertos han observado una rareza en el espacio. Una imagen de la supernova SN 2021yfj reveló una capa estelar interna que antes solo existía en modelos teóricos.

Según un nuevo estudio publicado en Nature por Steve Schulze, de la Universidad Northwestern en Estados Unidos, el equipo “informó sobre la supernova 2021yfj y la gruesa capa de gas que la rodea” y detalló que esa observación no solo confirma ideas centrales de la astrofísica, sino que también replantea cómo se forman los elementos que componen el universo.

Durante décadas, la comunidad científica describió la vida de las estrellas masivas como una sucesión de fusiones nucleares que fabrican elementos cada vez más pesados. El proceso comienza con el hidrógeno, que se convierte en helio y, a medida que la estrella envejece, avanza hacia carbono, oxígeno, neón y silicio. Finalmente, se forma hierro en el núcleo.

Cada etapa se desarrolla en lapsos muy distintos: mientras el hidrógeno puede arder durante millones de años, el silicio se consume en cuestión de días. Esa carrera contrarreloj define la estructura en capas del astro, una suerte de cebolla cósmica que guarda el registro de cada reacción.

En condiciones normales, la energía liberada por la fusión contrarresta la gravedad. Pero cuando el hierro domina el centro, esa balanza se rompe. A diferencia de los elementos anteriores, la fusión del hierro absorbe energía en vez de liberarla. El núcleo colapsa, la materia rebota y ocurre la gigantesca explosión conocida como supernova por colapso del núcleo. Esa violencia ilumina las capas exteriores, lo que permite estudiarlas con telescopios. Hasta ahora, los astrónomos solo habían visto material rico en hidrógeno, helio o carbono, es decir, productos de las primeras etapas de la fusión.

Lo que hace única a SN 2021yfj es que el material expulsado provino de la región más profunda jamás observada: “una capa gruesa y masiva rica en Si/S, expulsada por el progenitor poco antes de la explosión de la supernova”. Este detalle, señalado en el segundo trabajo científico, constituye la primera evidencia directa de que es posible exponer las capas de silicio y azufre, situadas apenas por encima del núcleo de hierro. Para los investigadores, lograr esa visión equivalió a mirar el corazón mismo de una estrella justo antes de su muerte.

El hallazgo sorprende por su rareza. Los expertos calculan que la capa de silicio se forma solo meses antes del colapso, un tiempo demasiado breve para que el viento estelar común la arrastre al espacio.

La explicación más plausible es la presencia de una estrella compañera que, mediante su gravedad, “pudo haber despojado a sus capas de silicio”. Este escenario implica una interacción binaria extrema, capaz de arrancar en poco tiempo el material más interno del progenitor.

Comprender este tipo de supernovas no es un simple ejercicio de curiosidad. Toda la materia que conocemos, incluidos los átomos que nos constituyen, se originó en procesos estelares. “Somos lo que somos gracias al funcionamiento interno de las estrellas”, recuerdan los autores. El carbono y el nitrógeno que componen nuestras moléculas surgieron en estrellas semejantes al Sol. El oxígeno, el neón, el magnesio y el azufre se fabricaron en explosiones de colapso del núcleo. Incluso metales preciosos como el oro requieren escenarios aún más extremos, como la fusión de estrellas de neutrones.

Hasta ahora, la evidencia directa de las capas internas que producen elementos más pesados que el oxígeno estaba ausente. Los modelos teóricos predecían una secuencia de capas dominadas por helio, carbono y oxígeno, luego oxígeno, neón y magnesio, y por último oxígeno, silicio y azufre. “Exponer una capa estelar interna de este tipo es teóricamente desafiante y probablemente requiere un mecanismo de pérdida de masa rara vez observado”, afirma el estudio en Nature. Justamente por eso SN 2021yfj se convierte en una pieza clave para validar esas predicciones.

El descubrimiento también redefine nuestra comprensión del universo primitivo. Cuando el cosmos era joven, las estrellas contenían menos elementos pesados, lo que afectaba su brillo, su duración y la formación de planetas. La cantidad y el tipo de supernovas que explotan en cada época determinan qué elementos se esparcen por el espacio interestelar. Cada explosión es, en esencia, un acto de reciclaje cósmico que enriquece las futuras generaciones de astros y mundos.

Observar de manera directa una capa de silicio y azufre implica que la producción de elementos pesados puede ser más variada de lo pensado. También sugiere que las interacciones entre estrellas binarias desempeñan un papel mayor en la evolución estelar.

Si una compañera gravitatoria es capaz de arrancar las capas más internas, podría modificar las predicciones sobre cuántos elementos se forman y se dispersan. Esa información es vital para reconstruir la historia química de las galaxias.

Los científicos ven en este evento una oportunidad única para afinar los modelos de pérdida de masa estelar. El mecanismo que permitió a SN 2021yfj liberar su capa de silicio continúa sin explicación definitiva. Tal vez intervino una transferencia de materia extremadamente eficiente o un viento impulsado por procesos aún no comprendidos. Lo cierto es que la potencia requerida supera lo que se observa en estrellas solitarias.

Mientras los telescopios recolectan datos de la supernova, los laboratorios de todo el mundo analizan su luz para medir la composición exacta del material expulsado. Cada espectro revela la huella química de elementos como el silicio, el azufre y el argón, ausentes en la superficie de cualquier clase conocida de estrellas masivas.

Esa riqueza de datos abre la puerta a responder preguntas fundamentales: cuántas supernovas de este tipo ocurren, qué tan frecuentes son las interacciones binarias extremas y cómo influyen en la distribución de elementos en el universo.

La historia de SN 2021yfj recuerda que la astronomía es, en el fondo, un viaje al pasado. La luz de esta explosión viajó millones de años antes de alcanzar nuestros instrumentos.

Al analizarla, los astrónomos no solo presencian la muerte de una estrella, también descifran los procesos que sembraron los ingredientes de la vida. Cada átomo de oxígeno que respiramos y cada rastro de silicio en la corteza terrestre provienen de fenómenos semejantes.

En la búsqueda por entender de qué estamos hechos, esta supernova ofrece un vistazo privilegiado. No es común que el universo nos permita observar sus secretos más íntimos.

Por eso, los investigadores consideran que SN 2021yfj no solo confirma teorías de larga data, también marca el inicio de una nueva etapa en el estudio de las estrellas masivas. Al revelar la capa de silicio, el cosmos dejó al descubierto la fragilidad y la potencia de los mecanismos que nos dieron origen.