Geminga: outro nome do descoñecido

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

• Astronomia

Una vez máis nos ocuparemos dalgúns fenómenos relacionados co noso Sistema Solar. Con maior precisión, describimos o estado actual de coñecemento de dous fenómenos que os científicos trataron de relacionar nos últimos anos. Como veremos, até o momento non se atoparon probas concluíntes desta relación, e as investigacións están á espera de novos datos que deberían recollerse. Con todo, o debate non perde interese, tanto pola importancia dos temas aos que se refire (o caso das ondas de gravidade que predí a teoría xeral da relatividad), como polo feito de que é representativo de como avanza a ciencia nos campos da astronomía e a astrofísica.

Paira respectar a cronoloxía do descubrimento dos fenómenos, falaremos en primeiro lugar da fonte de raios descuberta polo satélite estadounidense SAS-2 en 1972. Desgraciadamente, o SAS-2 non enviou máis que información da existencia desta fonte, sobre a causa da avaría que sufriu ás oito horas da súa posta en órbita ao redor da Terra.

Os científicos non tiveron máis información ata que os europeos enviaron o satélite COS-B en 1975. A escaseza deste tipo de emisores non é sorprendente, xa que ao ser raios de gran enerxía, a súa orixe require procesos especiais. Dous das fontes atopadas, anteriormente coñecidas e catalogadas como pulso. O terceiro era o mesmo que se deu a coñecer o SAS-2 tres anos antes.

Nesta ocasión o equipo de investigadores que analizaba os datos que enviaba o satélite COS-B encargouse de bautizar o novo obxecto. Os astrónomos milaneses propuxeron Geminga (contracción de Xémini e do gamma), porque o significado desta palabra non é nada no seu dialecto. A razón desta condena radica na falta doutros datos da súa personalidade: aínda que a súa posición non estaba ben limitada, non era posible identificala con emisións de luz visible ou doutra banda do espectro.

COS-B estivo a recibir información durante case sete anos, durante os cales Geminga só emitiu os feixes dos raios mencionados en 5 períodos mensuais, polo menos na dirección da Terra. A escaseza de datos non permite grandes posibilidades de estudo, pero se realizaron intentos de localizar un período do sinal, analizando as ondas recollidas mediante a transformación de Fourier. As conclusións destas análises dan un período de 160 min ao sinal de Geminga. Este valor é exactamente a novena parte do período de revolución da Terra, e algúns científicos pensaron que por esta coincidencia o fenómeno podía ser consecuencia da rotación da Terra.

O seguinte paso foi aclarar estas últimas dúbidas. Os diferentes traballos realizados respecto diso ofrecen entre un 80 e un 99% de probabilidades a favor de que o sinal sexa xerada en Geminga. Pero xunto a estes había outro problema importante e inexplicable: a que distancia atópase Geminga?. Este detalle comezou a resolverse na primavera de 1981, cando o satélite Einstein, lanzado paira estudar as fontes de raios X, atopou un novo emisor deste tipo de raios. Geminga foi observada no centro da comarca.

Esta ampliación tamén se averió en breve, pero a información remitida deu dúas consecuencias: a primeira era a posición do noso astro (195.1º de lonxitude e 4, 2º de latitude cun erro de 3'en cada dimensión) e a segunda o límite máximo de distancia. Este límite determinouse tendo en conta a falta de vulnerabilidade observada nos raios X recibidos polo satélite. Aínda que a densidade do po interestelar é moi baixa, a radiación sempre soporta una pequena absorción, pero como dixemos antes, os científicos non atoparon ese defecto nas emisións de Geminga e a única razón é a proximidade. Por tanto, a distancia máxima fixouse en 300 ou 325 anos luz.

Cando se coñeceu este dato, varios científicos especularon coa hipótese de que Geminga podía ser a estrela amiga do Sol (sobre este problema ocupáronnos no número 2 da revista). Con todo, os datos obtidos en 1983 negaron esta posibilidade. Este ano atopouse una estrela de magnitude 21,2 que se atopaba na primeira posición de Geminga. Posteriormente, o satélite europeo Exosat tentou novamente estudar os raios X e confirmou una absorción que non se atopaba noutras ocasións a frecuencias algo inferiores ás estudadas polo satélite Einstein.

Esta segunda observación lévanos a supor que Geminga atópase nas proximidades da distancia máxima, mentres que a primeira sitúanos ante dous efectos adversos. Por unha banda, as observacións realizadas con telescopio permitiron medir o paralaje do astro. Como isto era inferior a 0,2', a distancia mínima de Geminga fixouse nuns 16 anos luz, confirmando algunhas liñas o devandito máis arriba. Por outra banda, segundo a cor da luz, a estrela sería do tipo espectral K e tendo en conta as particularidades dunha estrela típica deste grupo, Geminga debería estar a uns 48.000 anos luz paira vela como se ve.

Até agora tratamos de describir o primeiro fenómeno. Imos analizar o que se quixo relacionar con isto.

Este segundo fenómeno publicouse en 1976, xerando debates moi intensos na comunidade científica. A reacción non é de estrañar, o fenómeno é realmente rechamante. O Sol sofre oscilacións mecánicas, é dicir, a súa superficie sobe e baixa periodicamente, e o seu período é de 160 min (!) é. Como descartar a tentación de relacionar ambos os fenómenos?. Como dixemos, foi un debate moi duro entre os defensores do que o fenómeno era real e o que era consecuencia do xiro da Terra.

Os diferentes grupos esforzáronse en realizar as medicións chegando á mesma conclusión. A última proba conseguiuna un grupo de franceses, que acudiron ao Polo sur e realizaron medicións as 24 horas do día no verán. O seu período de obtención foi de 160,01 min e tendo en conta o movemento da Terra con respecto ao Sol, o efecto Philieas Fogg lévanos a unha vibración menor. Tendo en conta esta corrección, o período é igual ao de Geming. A amplitude da oscilación é de 1584 m.

A relación entre ambos os fenómenos atoparíase nas ondas de gravidade que Geminga xeraría simultaneamente á emisión de raios.

Cando un corpo está en repouso, non produce ondas de gravidade, nin sequera se ten un movemento de xiro baleiro. O xiro debe ter outros movementos secundarios como a precesión ou ser un sistema binario. Ademais, as masas que se moven deben ser moi grandes (a nivel das masas das estrelas) e a súa velocidade. Tendo en conta estas condicións, consideráronse pulseiras aqueles astros detectables que poden xerar ondas de gravidade. Os impulsos son consecuencia do colapso gravitatorio que sofren algunhas estrelas ao final da súa vida.

O colapso fai que a masa de toda a estrela acumúlese a unha décima ou outro quilómetro a unha velocidade moi rápida (centos revoluciones por segundo), dependendo da conservación do momento angular. Por tanto, os astrofísicos consideraron a opción de Geminga como un pulso con movemento de precesión ou un sistema formado por dous pulsores. Deste xeito, a vibración do Sol deberíase á acción das ondas de gravidade xeradas en Geminga.

A pesar de que até o momento non se atopou mellor hipótese, esta tamén ten algúns puntos escuros. Un é o posto de manifesto polos investigadores do Observatorio de Meudon. Este grupo calculou supondo que Geminga era una parella de pulsos. Segundo os resultados obtidos, a masa da parella debería ser do Sol 1000 veces e estar ao redor da órbita de Plutón. Repasando o anteriormente devandito, é evidente que Geminga non está a esa distancia. Outro problema é que desde que se coñece o período de vibración do Sol non se modificou ningún.

Todas as emisións de enerxía das pulseiras realízanse á conta da enerxía dos seus movementos. Isto significa que o xiro dos pulsos debe ser cada vez máis lento, o que provocaría un cambio no período de emisión. En concreto, no caso das ondas de gravidade, o cambio de período dese a mesma resposta ás vibracións do Sol, pero como dixemos non se viu. Por último, e isto tamén hai que dicilo, se Geminga é punteada, sería a única que non emitiría ondas de radio.

Esta é a situación actual das investigacións. Como diciamos ao principio, non hai probas absolutas da relación entre ambos os fenómenos, e hai quen din que esa relación non existe. Seguramente non teremos resposta paira recibir distintos tipos de ondas ata que os novos satélites póñanse en órbita.