Muchas estrellas mueren con un gemido hundiéndose en fresco, pequeñas estrellas, pero los más masivos salen con estrépito. Estos gigantes producen elementos en sus núcleos, y cuando las estrellas explotan en el espectacular fenómeno conocido como supernovas, el poder del evento esparce los elementos en el espacio. Incluso se podría decir que las supernovas son responsables de la vida en la Tierra, ya que las explosiones son la fuente de la mayoría de los elementos que se encuentran en nuestro planeta y en nuestros cuerpos.

"Cada átomo de oxígeno o hierro de la Tierra solía estar en el centro de alguna estrella, y terminó aquí solo porque esa estrella murió en una explosión y luego esos elementos se mezclaron con gases en el espacio, "dice el profesor Avishay Gal-Yam del Departamento de Física de Partículas y Astrofísica del Instituto Weizmann de Ciencias.

Con la ayuda de satélites de investigación y telescopios gigantes, El profesor Gal-Yam busca supernovas en el universo, con la esperanza de observarlas a medida que ocurren e investigar los procesos físicos que tienen lugar antes y durante la explosión. El estudio de cómo viven y mueren las estrellas proporciona al profesor Gal-Yam y su equipo de investigación pistas vitales sobre los orígenes y la abundancia relativa de los elementos que componen la tabla periódica.

"Algunos de los acertijos que nos fascinan son:¿por qué el hierro es mucho más común que cualquier otro metal? ¿Y cómo se fabrican el nitrógeno y el calcio?" él dice.

El profesor Gal-Yam y sus colaboradores fueron noticia hace varios años cuando descubrieron un nuevo tipo de supernova que se caracteriza por una explosión relativamente tenue y expulsa cantidades inusualmente grandes de calcio y titanio. Estas supernovas ricas en calcio podrían ayudar a explicar la abundancia relativa de calcio en el universo, incluso en la Tierra.

Otra observación reciente notable está produciendo una gran cantidad de datos que están ayudando a los astrónomos a responder preguntas básicas sobre los orígenes del universo.

El evento - el 17 de agosto, 2016:fue la observación de la colisión masiva de dos estrellas de neutrones:los objetos más densos del universo además de los agujeros negros. El choque brindó a los astrofísicos la oportunidad de registrar las ondas gravitacionales predichas por las teorías de Einstein:"ondas" en el tejido del espacio-tiempo que se producen cuando un objeto masivo, como una estrella, se acelera a altas velocidades.

El profesor Gal-Yam y sus colegas de Weizmann se movieron rápidamente para analizar la radiación electromagnética de la colisión antes de que se dispersara. Usando una técnica de medición llamada espectroscopia, El profesor Gal-Yam encontró perfiles de emisión que coinciden con los de elementos raros de metales pesados, evidencia convincente de que las colisiones de estrellas de neutrones de hace mucho tiempo produjeron elementos como el yodo, uranio, y oro.

En otro primero, El profesor Gal-Yam, junto con colaboradores de varias instituciones de todo el mundo, encontró evidencia que puede confirmar la existencia de un nuevo tipo de explosión estelar llamada supernova de inestabilidad de pares. Usando una imagen grabada por un telescopio en el Observatorio Palomar de Caltech, los científicos localizaron una estrella masiva que estaba a punto de explotar. A diferencia de la mayoría de las supernovas, que se desvanecen en cuestión de semanas, éste ardió constantemente durante meses con el mismo brillo. Los científicos estimaron el tamaño de la estrella en unas 200 veces la masa del sol. La explosión generó el valor de varios soles de níquel-56 radiactivo, que es lo que lo mantuvo brillante durante tanto tiempo, y grandes cantidades de elementos más ligeros. como carbono y silicio.

En un artículo publicado en Científico americano , El profesor Gal Yam escribió que la supernova de inestabilidad de pares "son enormes fábricas de elementos, y producen las explosiones más enérgicas conocidas por la ciencia ”. También señaló que las supernovas de inestabilidad de pares que involucran estrellas que miden más de 100 masas solares probablemente estuvieron entre las primeras explosiones estelares en sembrar el universo con elementos más pesados.

Nacido en Jerusalén, El Prof. Gal-Yam obtuvo su Ph.D. en física y astronomía en 2003 en la Universidad de Tel Aviv. Recibió la prestigiosa beca posdoctoral Hubble de la NASA y pasó cuatro años realizando investigaciones en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), luego se incorporó al Instituto Weizmann en 2007.

Ahora, la investigación del profesor Gal-Yam está preparada para dar un paso histórico hacia adelante, gracias a un nuevo proyecto denominado ULTRASAT:Ultraviolet Transient Astronomy Satellite. Una colaboración internacional entre el Instituto Weizmann, la Agencia Espacial de Israel, Caltech, y NASA, La misión ULTRASAT lanzará un pequeño satélite con un telescopio con un campo de visión sin precedentes.

La explosión inicial de una supernova es tan enérgica que la información más importante solo se puede recopilar en longitudes de onda cortas de ultravioleta (UV). Y dado que la atmósfera de la Tierra filtra las longitudes de onda UV, estas observaciones solo pueden realizarse con un telescopio espacial, por eso ULTRASAT es tan importante. Observará luz en el rango UV, y debería poder detectar eventos transitorios como el estallido de una supernova. Una vez que se identifica tal evento, un sistema de comunicaciones por satélite alertará a los telescopios de alta resolución de todo el mundo en tiempo real, y estos capturarán los detalles del evento.

"La misión de ULTRASAT será detectar explosiones de supernovas en cuestión de segundos o minutos después de que ocurran, para que podamos comenzar nuestros estudios de inmediato, ", dice el profesor Gal-Yam." Se pierde mucha información cuando no se detecta una supernova de inmediato porque los materiales se mezclan, se dispersan y cambian de forma ".

Hasta ahora, encontrar supernovas en etapa temprana ha sido principalmente una cuestión de suerte, pero con ULTRASAT cuidándolos, podrían identificarse cientos. El profesor Gal-Yam dice que el satélite, el primero de Israel, está programado para lanzarse en algún momento de 2019. "Esta es realmente una nueva era de descubrimientos en astrofísica, " él dice.