5è Aniversari Supernova SN1987

1992/07/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Fa temps que no hem donat notícies sobre la supernova SN1987 A, però a causa del costum de celebrar els aniversaris de l'ésser humà, amb l'excusa del 5è aniversari de la citada supernova, diverses revistes tècniques han publicat articles sobre l'estat actual de les recerques. A continuació es mostren aquests interessants treballs, alhora que “Elhuyar. Fent referència als articles publicats en la revista “Ciència i Tècnica” sobre aquest tema.

El primer esment que hem de fer és la del residu compacte de la supernova. J en els números 30 i 31. En Kristia i els seus acompanyants parlem del treball que donava compte del descobriment de la xarxa de pulsacions que es creia com a conseqüència de l'explosió. En ella s'adhereixen dues peculiaritats notables i sorprenents a la possible xarxa: l'enorme velocitat de gir de 2.000 terços (revolucions per segon) i la variació sinusoidal de la freqüència de la radiació. El valor de la velocitat de gir triplicava la velocitat dels impulsos ràpids oposats fins llavors.

Aquest valor era inacceptable, però tal com expliquem llavors, les teories sobre el tema no el fan per complet. Per això, els astrofísics van començar a especular amb premessis ultraràpids. Sens dubte aquests esforços no seran un treball de desgràcia, però avui sabem J. Que les observacions realitzades per Kristian al gener de 1989 eren interferències generades per la càmera de televisió del telescopi. Després d'aquest error, estem com al principi, encara que sabem que ha de ser una estrella de neutrons o un forat negre sense grans pistes sobre la naturalesa del residu massís de la supernova.

Com és sabut, 20 hores abans de trobar la supernova, es va mesurar en la Terra el lot de neutrins per explosió. En concret, es van detectar 20 neutrins amb energia entre 6 i 39 MeV (megaelectrón volt) en un termini de 12 segons. Els valors de les energies, igual que la durada del feix, s'ajusten molt bé a l'estat de l'explosió, ja que indiquen que els neutrins s'han produït a la regió que va estar uns segons a una temperatura de 50.000 milions de K. Aquestes últimes condicions són les degudes a la contracció de l'estrella que produeix la supernova.

La detecció va tenir lloc als EUA i el Japó, en dues embarcacions molt enterrades. Aquests últims són detectors de fracció per a evidenciar la desintegració del protó. Les 20 fraccions mesurades no són representatives de l'opressió neutral que ha sofert la Terra, ja que són altament detectables. L'emissió de llum visible de la supernova és només del 0,01% del total d'energia alliberada en l'explosió. La resta s'elimina per neutrins. Energia generada durant l'explosió 1,5 . Va ser ^{de 1051} euros. Si tenim en compte que aquesta energia és suficient perquè les estrelles de la nostra Galàxia romanguin enceses durant uns mesos, és evident que el dia en què es van detectar neutrins, milers de milions d'elles ens van creuar.

Deixem per un moment els problemes associats a la supernova, i esmentem les conseqüències que els científics que treballen en el camp de la física de les fraccions, basant-se en les peculiaritats de la detecció, han aconseguit sobre la naturalesa dels neutrins. La primera evidència es deriva de la mera detecció: La supernova SN 1987 A està a 170.000 anys-llum. Per tant, els neutrins tenen una vida mínima de 170.000 anys. En cas contrari no haurien pogut arribar.

Un altre detall és el corresponent a la càrrega. Si tingués càrrega, dispersaria els camps magnètics de la galàxia. S'ha vist que la càrrega de neutrins hauria de ser mil (10-12) ^vegades menor que la de l'electró. A més de la càrrega, s'ha establert un límit a la massa de neutrins. Si els neutrins tinguessin massa, la seva energia limitaria la velocitat de cadascun d'ells. En conseqüència, els més ràpids s'avançarien i el termini entre la detecció d'aquests i els més lents seria superior a uns segons.

El termini de 12 segons mesurats, després de 170.000 anys de viatge, indica que la massa de neutrí ha de ser molt petita. Els últims càlculs indiquen que el límit superior estaria en 16 volts d'electró, és a dir, 30 milions de la massa de l'electró. Aquest resultat respon a l'opinió més estesa entre els físics que el neutrí té una massa nul·la i es mou a la velocitat de la llum (com el fotó).

El límit de la massa també és important en el camp de la cosmologia. L'univers està ple de neutrins creats pel Big bang. Per tant, si malgrat la seva petita grandària tinguessin masses, la seva atracció gravitatòria seria suficient per a frenar l'expansió de l'Univers. No obstant això, el nou límit de massa que hem donat abans no ho permet.

Tornant a la supernova, analitzarem un altre problema, el que vam haver de deixar sense explicació en el número 15 i que els investigadors acaben d'aclarir. La clau està en la naturalesa de l'estrella que va crear la supernova. Com és sabut, la teoria de les supernoves distingeix dos tipus de supernoves: Els tipus I i II es van classificar dins de la segona classe SN1987 A (II), ja que presentava un espectre similar al d'aquest grup, és a dir, amb línies clares d'hidrogen. La sorpresa sorgeix en analitzar les fotos de l'estrella original, Sanduleak (69°222).

Estava comunament acceptat que les supernoves tipus II es produïen com a conseqüència de l'explosió d'estrelles gegants vermelles. No obstant això, l'estrella -69°222 era un gegant blau de tipus espectral B3. El seu radi ~3.107 km ^era unes 50 vegades major que el del Sol, però molt de menor que el d'un supergegant vermell. La massa era 20 vegades major que la del Sol.

La situació creada va donar lloc a estudis sobre l'evolució de les estrelles massives i la solució s'ha trobat tenint en compte la diferència entre les composicions del Via Francesa i el Gran Núvol de Magallanes. En el Gran Núvol de Magallanes la proporció d'elements pesants és menor que en la nostra Galàxia. En el cas d'una estrella normal, el percentatge d'elements pesants s'estima en un terç del total del Sol. Els elements pesants són absorbents de la radiació procedent del centre de l'estrella.

Com a conseqüència, les capes exteriors de l'estrella s'escalfen i expandeixen. Amb l'expansió es refreden i s'enrogeixen. Igual que en el cas del Gran Núvol de Magallanes, si la proporció d'elements pesants és baixa, la radiació s'expulsa més fàcilment i llavors el pas cap al supergegant vermell no és imprescindible. És més, encara que l'estrella es transforma en un supergegant vermell, pot tornar a la situació del gegant blau, perdent les capes de gas més externes. És el que es creu que li va ocórrer a l'estrella que estem estudiant uns 10 mil anys abans de l'explosió.

Aquesta teoria que acabem d'explicar té al seu favor unes observacions realitzades per l'Hubble Space Telescope. Al voltant de la supernova ha trobat un anell lleuger visible des de la Terra, un anell de radi d'un terç d'un any de llum. Es creu que l'anell està format pel vent fraccionari que dóna a les estrelles. En estat de supergegant aquest vent és més ràpid en els pols que en l'equador. En conseqüència, crea una estructura de matèria en forma de rellotge de sorra. Quan l'estrella torna a la situació del gegant blau, el vent també canvia, fent-lo més ràpid i ràpid. Quan aquest vent troba la cintura del rellotge de sorra de major densitat, comprimeix més formant l'anell.

En el següent número analitzarem altres problemes d'interès entorn del SN1987.

EFEMÈRIDES DE JULIOL SOL: el 22 de juliol, a les 14 h 8 min, el Sol entra en la constel·lació de Leo. LLUNA QUART CREIXENT LLUNA PLENA QUART MINVANT LLUNA NOVA díahora 721h 43 min 1419 h 6m 222222h 12min 2919h 35min PLANETES MERCURI: malgrat la seva elongació màxima el dia 6, és difícil de veure perquè enfosqueix tard. No és possible la seva observació en la segona meitat del mes, ja que s'acosta a la conjunció. VENUS: Al juliol la seva elongació encara és molt petita per a poder veure-ho. MARTITZ: la seva horta és cada vegada més primerenca. Apareix poc després de la mitjanit (UT) per a final de mes. JÚPITER: encara podrem veure-ho després d'haver enfosquit però en poc temps. S'oculta abans que s'enfosqueixi totalment per a final de mes. SATURN: és el planeta que millor podrem veure durant l'estiu. Al juliol, a la mateixa hora que el Sol desapareix, Saturn apareix per l'est, sent visible durant tota la nit.

EFEMÈRIDES D'AGOST SOL: el dia 22 a les 21h 10min entra en Virgo. LLUNA QUART CREIXENT LLUNA PLENA QUART MINVANT LLUNA NOVA díahora 510 h 58 min. 1310 h 27 min 2110h 1min 2824 h 42 min PLANETES MERCURI: En conjunció inferior el 2 d'agost. Per la qual cosa serà invisible fins a la segona meitat del mes. Llavors podrem veure-ho al matí. VENUS: aquest mes començarà a veure's en fosquejar, però encara en molt poc temps. El dia 23 es troba al costat de Júpiter (a 17”). MARTITZ: a partir dels primers dies del mes comença a sortir abans de la mitjanit (UT) guanyant altura durant la nit. JÚPITER: cada vegada és més difícil de veure perquè la seva elongació és cada vegada menor. SATURN: a l'agost quan el Sol s'amaga en el cel, guanya altura al llarg de la nit i es troba en el punt més alt (UT) en les millors condicions de visibilitat.