Hipernovas mostrant passat
2008/12/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Alguns utilitzen el nom d'hipernova per a designar les explosions més fortes que han detectat els astrònoms. És la continuació lògica de la successió de noms de les explosions: les supernoves són més fortes que les noces de noves, per la qual cosa a les més fortes que aquestes havien de denominar-se hipernovas. Uns altres es diuen explosions de raigs gamma (en anglès, gamma ray burst) i també s'utilitza el terme explosió còsmica. Tots tenen el mateix significat. Els astrònoms detecten aquestes explosions tres o quatre vegades al dia.
No saben què són. I no saben cap a on mirar per a detectar explosions, però saben que aquestes explosions es caracteritzen per una radiació de molt alta energia: els raigs gamma.
Sorpresa març
Són difícils de detectar i requereixen un treball ràpid si volen estudiar la radiació de l'explosió. Normalment no es veuen. Són molt fràgils i apareixen en un espai molt reduït; si dividim la Lluna en cent parts, una hipernova aconsegueix la grandària màxima d'una d'elles. Es necessiten grans telescopis per a la seva detecció. Però al març, en la constel·lació d'Itzaina, va ser una manera de veure a simple vista: GRB 080319B.
Els astrònoms van començar a treballar ràpidament. En l'equip estava Javier Gorosabel de l'Institut d'Astrofísica d'Andalusia: "Va ser espectacular. Va estar per Setmana Santa i des d'un viatge arribava a Granada. Nosaltres tenim una xarxa, un satèl·lit de la NASA està en òrbita a la recerca d'aquesta mena d'explosions, anomenat Swift, i en el moment en què detecta alguna, envia les seves coordenades a la xarxa que tenim en la Terra. Deu segons després van arribar les coordenades de l'explosió al telèfon mòbil."
En aquests moments els astrònoms han de deixar el que tenen entre mans i córrer per a recollir les dades de l'explosió. De fet, treballen com a metges de guàrdia. "És igual si és nit o si és dissabte. Hem de venir a treballar", diu Gorosábel.
Una vegada rebuda la trucada, posen en marxa una nova xarxa, la xarxa de telescopis. Criden, amb absoluta prioritat, als observatoris perquè posin els telescopis mirant aquestes coordenades.
Totes les hipernovas que estudien es comporten de la mateixa manera, però en aquest cas va ser especial, ja que va arribar suficient llum a la Terra per a veure'l a simple vista.
Els astrònoms van calcular que l'explosió s'havia vist durant quaranta segons. Potser no ho va veure ningú, però ho van veure els telescopis. Els va arribar un senyal molt potent, molt més fort del que normalment reben, la qual cosa els va portar grans avantatges als astrònoms.
Van poder recollir molts fotons. Dels senyals febles habituals es reben molt pocs fotons i la recerca sol ser molt limitada. Però del senyal de la hipernova de març van poder recollir milions de fotons. Gràcies a això, la recerca es va dur a terme en moltes longituds d'ona.
De fet, els raigs gamma procedents de l'espai no arriben a la superfície terrestre, ja que l'atmosfera és un gran obstacle per a això. No és transparent per a aquests raigs. Per això han d'usar els satèl·lits. Però els senyals que posen en marxa el sistema de crides dels satèl·lits són raigs gamma, però els telescopis que activen els astrònoms de la Terra no reben radiació a raigs gamma, sinó a raigs infrarojos i ones visuals. En el cas de la hipernova GRB 080319B, les tècniques emprades van ser encara més nombroses. A més d'espectroscòpies de diferents longituds d'ona, per exemple, van poder realitzar estudis de polarització.
Buscant explicacions
Un dels objectius de totes aquestes recerques és conèixer què són les hipernovas i entendre per què les produeix. Hi ha diverses teories i el treball del grup de Gorosábel té a veure amb una d'elles.
Segurament, fa milions d'anys existien estrelles gegants que ara no existeixen. Molt més grans que els actuals. Rebem el ressò de l'explosió d'aquestes estrelles. "Analitzant aquestes explosions estem investigant com era l'univers fa milers de milions d'anys", afirma Gorosábel. "L'explosió de les estrelles gegants existents en l'actualitat genera supernoves, però, segons una hipòtesi, les explosions d'estrelles gegants de fa mil milions d'anys eren hipernovas, perquè eren estrelles molt més grans que els gegants actuals."
Les hipernovas eren més fortes que les supernoves i a més tenien altres diferències. Per exemple, l'emissió d'explosió d'hipernovas no era un isòtrop, és a dir, no es propagaven de la mateixa manera en totes les direccions; la major part de la radiació s'emetia en una direcció, com la llum dels fars. "Si això és cert, només veiem als que van emetre la radiació en la nostra adreça. Per això, creiem que l'univers està ple d'hipernovas, però que només veiem unes poques."
A partir d'aquestes suposades característiques dels hipernovas, els astrònoms calculen per endavant com havien de ser les estrelles gegants que produïen hipernovas. Es calcula que per a poder existir (ser estables i duradores) havien de tenir pocs metalls en l'atmosfera.
Tots els metalls presents en la Terra han estat produïts en les estrelles, incloent els d'origen humà (ossos, queixals, ferro de l'hemoglobina de la sang, etc.). Però en el vell univers gairebé tot era hidrogen i heli. Hi havia una mica de liti i beril·li, però gairebé res més. La resta d'elements s'han creat amb el temps dins de les estrelles. Per això, quan les antigues estrelles gegants esclataven, no obrien metalls en l'espai.
"L'univers era molt lleuger en aquella època. Avui dia, no obstant això, en la nostra galàxia hi ha molts metalls, per exemple. Però per a estrelles com els gegants d'aquell principi no és viable tenir una gran massa. I viceversa: per la mateixa raó sabem que les explosions d'estrelles actuals no poden provocar una hipernova. Al final no trobarem hipernovas al nostre voltant. Cal buscar-ho molt lluny, és a dir, en explosions de fa molt temps."
Més que procedència
Gorosábel veu dues cares en la recerca de la hipernova que van estudiar al març. D'una banda, la recerca és molt espectacular. Quan es va produir aquella explosió, l'edat de l'univers era la meitat de la nostra. La Terra no estava feta, ni el Sol, ni potser la galàxia. I això significa que d'alguna manera han vist a simple vista una cosa que és molt antiga, sense utilitzar cap instrument. "És molt espectacular i alhora mediàtica".
Però, d'altra banda, té implicacions molt fortes a nivell científic. Només s'està investigant la llum de l'explosió, però aquesta llum ha estat viatjant per l'univers durant milers de milions d'anys. Per tant, tot el material que va des del lloc de l'explosió fins al lloc en el qual ens trobem ha transformat la llum, afegint unes línies espectrals. I amb l'espectre es pot investigar com ha canviat la composició química de l'univers amb el temps. Finalment, l'espectroscòpia d'aquesta llum s'utilitza com una sonda. No sols veuen un antic punt de la història de l'univers, sinó la seva evolució posterior.
L'equip granadí ha utilitzat un telescopi a Estrasburg: Interferòmetre Plateau de Bure. No és un telescopi simple, sinó que observa ones mil·limètriques, sobretot microones. "És una observació difícil, però nosaltres apostem molt dur per investigar aquesta longitud d'ona", explica Gorosábel. "Utilitzem el telescopi d'allí, on tenim aprovat un projecte. El resultat va ser que detectem fotons en ones mil·limètriques, la qual cosa és molt estrany".
Això ha portat una informació molt important, ja que els models teòrics anunciaven que s'anaven a rebre diferents fotons d'aquesta longitud d'ona. Per això, i pel fet que els mesuraments del grup granadí van ser molt precises, els astrònoms han pogut descartar alguns models teòrics en benefici d'uns altres.
El treball ha estat publicat en la revista Nature l'11 de setembre. La publicació en la revista Nature és una cosa especial per als del grup Gorosábel, que normalment publica en revistes d'astrofísica. Però l'impacte d'aquesta recerca ha estat molt elevat. Nature i Science, dos de les principals revistes de la ciència, publiquen recerques rellevants en molts camps de la ciència. En aquest cas es va triar l'article que dóna els resultats de l'estudi de la hipernova de març. A més d'en l'espai, aquesta hipernova ha brillat també en les millors revistes.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
