Geminga: otro nombre del desconocido

1987/02/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

Describimos el estado actual de conocimiento de dos fenómenos que los científicos han tratado de relacionar en los últimos años.

Una vez más nos ocuparemos de algunos fenómenos relacionados con nuestro Sistema Solar. Con mayor precisión, describimos el estado actual de conocimiento de dos fenómenos que los científicos han tratado de relacionar en los últimos años. Como veremos, hasta el momento no se han encontrado pruebas concluyentes de esta relación, y las investigaciones están a la espera de nuevos datos que deberían recogerse. Sin embargo, el debate no pierde interés, tanto por la importancia de los temas a los que se refiere (el caso de las ondas de gravedad que predice la teoría general de la relatividad), como por el hecho de que es representativo de cómo avanza la ciencia en los campos de la astronomía y la astrofísica.

Para respetar la cronología del descubrimiento de los fenómenos, hablaremos en primer lugar de la fuente de rayos descubierta por el satélite estadounidense SAS-2 en 1972. Desgraciadamente, el SAS-2 no envió más que información de la existencia de esta fuente, sobre la causa de la avería que sufrió a las ocho horas de su puesta en órbita alrededor de la Tierra.

Foto de rayo X de la corona solar.

Los científicos no tuvieron más información hasta que los europeos enviaron el satélite COS-B en 1975. La escasez de este tipo de emisores no es sorprendente, ya que al ser rayos de gran energía, su origen requiere procesos especiales. Dos de las fuentes encontradas, anteriormente conocidas y catalogadas como pulso. El tercero era el mismo que se dio a conocer el SAS-2 tres años antes.

En esta ocasión el equipo de investigadores que analizaba los datos que enviaba el satélite COS-B se encargó de bautizar el nuevo objeto. Los astrónomos milaneses propusieron Geminga (contracción de Géminis y de la gamma), porque el significado de esta palabra no es nada en su dialecto. La razón de esta condena radica en la falta de otros datos de su personalidad: aunque su posición no estaba bien limitada, no era posible identificarla con emisiones de luz visible o de otra banda del espectro.

COS-B estuvo recibiendo información durante casi siete años, durante los cuales Geminga sólo emitió los haces de los rayos mencionados en 5 períodos mensuales, al menos en la dirección de la Tierra. La escasez de datos no permite grandes posibilidades de estudio, pero se han realizado intentos de localizar un período de la señal, analizando las ondas recogidas mediante la transformación de Fourier. Las conclusiones de estos análisis dan un periodo de 160 min a la señal de Geminga. Este valor es exactamente la novena parte del período de revolución de la Tierra, y algunos científicos pensaron que por esta coincidencia el fenómeno podía ser consecuencia de la rotación de la Tierra.

El siguiente paso fue aclarar estas últimas dudas. Los diferentes trabajos realizados al respecto ofrecen entre un 80 y un 99% de probabilidades a favor de que la señal sea generada en Geminga. Pero junto a estos había otro problema importante e inexplicable: ¿a qué distancia se encuentra Geminga?. Este detalle comenzó a resolverse en la primavera de 1981, cuando el satélite Einstein, lanzado para estudiar las fuentes de rayos X, encontró un nuevo emisor de este tipo de rayos. Geminga fue observada en el centro de la comarca.

Esta ampliación también se averió en breve, pero la información remitida dio dos consecuencias: la primera era la posición de nuestro astro (195.1º de longitud y 4, 2º de latitud con un error de 3'en cada dimensión) y la segunda el límite máximo de distancia. Este límite se determinó teniendo en cuenta la falta de vulnerabilidad observada en los rayos X recibidos por el satélite. Aunque la densidad del polvo interestelar es muy baja, la radiación siempre soporta una pequeña absorción, pero como hemos dicho antes, los científicos no encontraron ese defecto en las emisiones de Geminga y la única razón es la cercanía. Por lo tanto, la distancia máxima se fijó en 300 o 325 años luz.

Cuando se conoció este dato, varios científicos especularon con la hipótesis de que Geminga podía ser la estrella amiga del Sol (sobre este problema nos ocuparon en el número 2 de la revista). Sin embargo, los datos obtenidos en 1983 negaron esta posibilidad. Este año se encontró una estrella de magnitud 21,2 que se encontraba en la primera posición de Geminga. Posteriormente, el satélite europeo Exosat intentó nuevamente estudiar los rayos X y confirmó una absorción que no se encontraba en otras ocasiones a frecuencias algo inferiores a las estudiadas por el satélite Einstein.

Esta segunda observación nos lleva a suponer que Geminga se encuentra en las proximidades de la distancia máxima, mientras que la primera nos sitúa ante dos efectos adversos. Por un lado, las observaciones realizadas con telescopio permitieron medir el paralaje del astro. Como esto era inferior a 0,2', la distancia mínima de Geminga se fijó en unos 16 años luz, confirmando algunas líneas lo dicho más arriba. Por otra parte, según el color de la luz, la estrella sería del tipo espectral K y teniendo en cuenta las particularidades de una estrella típica de este grupo, Geminga debería estar a unos 48.000 años luz para verla como se ve.

Hasta ahora hemos tratado de describir el primer fenómeno. Vamos a analizar lo que se ha querido relacionar con esto.

Este segundo fenómeno se publicó en 1976, generando debates muy intensos en la comunidad científica. La reacción no es de extrañar, el fenómeno es realmente llamativo. El Sol sufre oscilaciones mecánicas, es decir, su superficie sube y baja periódicamente, y su período es de 160 min (!) es. ¿Cómo descartar la tentación de relacionar ambos fenómenos?. Como hemos dicho, fue un debate muy duro entre los defensores de lo que el fenómeno era real y lo que era consecuencia del giro de la Tierra.

Los diferentes grupos se esforzaron en realizar las mediciones llegando a la misma conclusión. La última prueba la consiguió un grupo de franceses, que acudieron al Polo Sur y realizaron mediciones las 24 horas del día en verano. Su período de obtención fue de 160,01 min y teniendo en cuenta el movimiento de la Tierra con respecto al Sol, el efecto Philieas Fogg nos lleva a una vibración menor. Teniendo en cuenta esta corrección, el periodo es igual al de Geming. La amplitud de la oscilación es de 1584 m.

La relación entre ambos fenómenos se encontraría en las ondas de gravedad que Geminga generaría simultáneamente a la emisión de rayos.

Cuando un cuerpo está en reposo, no produce ondas de gravedad, ni siquiera si tiene un movimiento de giro vacío. El giro debe tener otros movimientos secundarios como la precesión o ser un sistema binario. Además, las masas que se mueven deben ser muy grandes (a nivel de las masas de las estrellas) y su velocidad. Teniendo en cuenta estas condiciones, se han considerado pulseras aquellos astros detectables que pueden generar ondas de gravedad. Los impulsos son consecuencia del colapso gravitatorio que sufren algunas estrellas al final de su vida.

Nebulosa del cangrejo, en la que hay un pulso. Geminga puede ser así.

El colapso hace que la masa de toda la estrella se acumule a una décima u otro kilómetro a una velocidad muy rápida (cientos revoluciones por segundo), dependiendo de la conservación del momento angular. Por lo tanto, los astrofísicos han considerado la opción de Geminga como un pulso con movimiento de precesión o un sistema formado por dos pulsores. De este modo, la vibración del Sol se debería a la acción de las ondas de gravedad generadas en Geminga.

A pesar de que hasta el momento no se ha encontrado mejor hipótesis, ésta también tiene algunos puntos oscuros. Uno es el puesto de manifiesto por los investigadores del Observatorio de Meudon. Este grupo calculó suponiendo que Geminga era una pareja de pulsos. Según los resultados obtenidos, la masa de la pareja debería ser del Sol 1000 veces y estar alrededor de la órbita de Plutón. Repasando lo anteriormente dicho, es evidente que Geminga no está a esa distancia. Otro problema es que desde que se conoce el periodo de vibración del Sol no se ha modificado ninguno.

Todas las emisiones de energía de las pulseras se realizan a costa de la energía de sus movimientos. Esto significa que el giro de los pulsos debe ser cada vez más lento, lo que provocaría un cambio en el periodo de emisión. En concreto, en el caso de las ondas de gravedad, el cambio de periodo hubiera dado la misma respuesta a las vibraciones del Sol, pero como hemos dicho no se ha visto. Por último, y esto también hay que decirlo, si Geminga es punteada, sería la única que no emitiría ondas de radio.

Esta es la situación actual de las investigaciones. Como decíamos al principio, no hay pruebas absolutas de la relación entre ambos fenómenos, y hay quienes dicen que esa relación no existe. Seguramente no tendremos respuesta para recibir distintos tipos de ondas hasta que los nuevos satélites se pongan en órbita.