5º Aniversario Supernova SN1987 A

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

• Astronomia

Hai tempo que non demos noticias sobre a supernova SN1987 A, pero debido ao costume de celebrar os aniversarios do ser humano, coa escusa do 5º aniversarios da citada supernova, varias revistas técnicas han publicado artigos sobre o estado actual das investigacións. A continuación móstranse estes interesantes traballos, á vez que “Elhuyar. Facendo referencia aos artigos publicados en revístaa “Ciencia e Técnica” sobre este tema.

A primeira mención que debemos facer é a do residuo compacto da supernova. J nos números 30 e 31. En Kristia e os seus acompañantes falamos do traballo que daba conta do descubrimento da rede de pulsaciones que se cría como consecuencia da explosión. Nela adhírense dúas peculiaridades notables e sorprendentes á posible rede: a enorme velocidade de xiro de 2.000 terzos (revolucións por segundo) e a variación sinusoidal da frecuencia da radiación. O valor da velocidade de xiro triplicaba a velocidade dos impulsos rápidos atopados até entón.

Este valor era inaceptable, pero tal e como explicamos entón, as teorías sobre o tema non o fan por completo. Por iso, os astrofísicos empezaron a especular con pulsares ultrarrápidos. Sen dúbida estes esforzos non van ser un traballo de desgraza, pero hoxe sabemos J. Que as observacións realizadas por Kristian en xaneiro de 1989 eran interferencias xeradas pola cámara de televisión do telescopio. Despois deste erro, estamos como ao principio, aínda que sabemos que debe ser una estrela de neutróns ou un buraco negro sen grandes pistas sobre a natureza do residuo macizo da supernova.

Como é sabido, 20 horas antes de atopar a supernova, mediuse na Terra o lote de neutrinos por explosión. En concreto, detectáronse 20 neutrinos con enerxía entre 6 e 39 MeV (megaelectrón volt) nun prazo de 12 segundos. Os valores das enerxías, do mesmo xeito que a duración do fai, axústanse moi ben ao estado da explosión, xa que indican que os neutrinos producíronse na rexión que estivo uns segundos a unha temperatura de 50.000 millóns de K. Estas últimas condicións son as debidas á contracción da estrela que produce a supernova.

A detección tivo lugar nos EEUU e Xapón, en dúas embarcacións moi enterradas. Estes últimos son detectores de fracción paira evidenciar a desintegración do protón. As 20 fraccións medidas non son representativas da opresión neutral que sufriu a Terra, xa que son altamente detectables. A emisión de luz visible da supernova é só do 0,01% do total de enerxía liberada na explosión. O resto elimínase por neutrinos. Enerxía xerada durante a explosión 1,5 . Foi ^de 1051 euros. Se temos en conta que esta enerxía é suficiente para que as estrelas da nosa Galaxia permanezan acesas durante uns meses, é evidente que o día en que se detectaron neutrinos, miles de millóns delas cruzáronnos.

Deixemos por un momento os problemas asociados á supernova, e mencionemos as consecuencias que os científicos que traballan no campo da física das fraccións, baseándose nas peculiaridades da detección, conseguiron sobre a natureza dos neutrinos. A primeira evidencia derívase da mera detección: A supernova SN 1987 A está a 170.000 anos-luz. Por tanto, os neutrinos teñen una vida mínima de 170.000 anos. Pola contra non poderían chegar.

Outro detalle é o correspondente á carga. Se tivese carga, dispersaría os campos magnéticos da galaxia. Hase visto que a carga de neutrinos debería ser mil (10-12) ^veces menor que a do electrón. Ademais da carga, estableceuse un límite á masa de neutrinos. Se os neutrinos tivesen masa, a súa enerxía limitaría a velocidade de cada un deles. En consecuencia, os máis rápidos adiantaríanse e o prazo entre a detección destes e os máis lentos sería superior a uns segundos.

O prazo de 12 segundos medidos, tras 170.000 anos de viaxe, indica que a masa de neutrino debe ser moi pequena. Os últimos cálculos indican que o límite superior estaría en 16 voltios de electrón, é dicir, 30 millóns da masa do electrón. Este resultado responde á opinión máis estendida entre os físicos de que o neutrino ten una masa nula e móvese á velocidade da luz (como o fotón).

O límite da masa tamén é importante no campo da cosmología. O universo está cheo de neutrinos creados polo Big Bang. Por tanto, se a pesar do seu pequeno tamaño tivesen masas, a súa atracción gravitatoria sería suficiente paira frear a expansión do Universo. Con todo, o novo límite de masa que demos antes non o permite.

Volvendo á supernova, analizaremos outro problema, o que tivemos que deixar sen explicación no número 15 e que os investigadores acaban de aclarar. A clave está na natureza da estrela que creou a supernova. Como é sabido, a teoría das supernovas distingue dous tipos de supernovas: Os tipos I e II clasificáronse dentro da segunda clase SN1987 A (II), xa que presentaba un espectro similar ao deste grupo, é dicir, con liñas claras de hidróxeno. A sorpresa xorde ao analizar as fotos da estrela orixinal, Sanduleak (69°222).

Estaba comunmente aceptado que as supernovas tipo II producíanse como consecuencia da explosión de estrelas xigantes vermellas. Con todo, a estrela -69°222 era un xigante azul de tipo espectral B3. O seu radio ~3.107 km ^era unhas 50 veces maior que o do Sol, pero moito menor que o dun supergigante vermello. A masa era 20 veces maior que a do Sol.

A situación creada deu lugar a estudos sobre a evolución das estrelas masivas e a solución atopouse tendo en conta a diferenza entre as composicións da Vía Francesa e a Gran Nube de Magallanes. Na Gran Nube de Magallanes a proporción de elementos pesados é menor que na nosa Galaxia. No caso dunha estrela normal, a porcentaxe de elementos pesados estímase nun terzo do total do Sol. Os elementos pesados son absorbentes da radiación procedente do centro da estrela.

Como consecuencia, as capas exteriores da estrela quéntanse e expanden. Coa expansión arrefríanse e arróibanse. Do mesmo xeito que no caso da Gran Nube de Magallanes, se a proporción de elementos pesados é baixa, a radiación expúlsase máis facilmente e entón o paso cara ao supergigante vermello non é imprescindible. É máis, aínda que a estrela transfórmase nun supergigante vermello, pode volver á situación do xigante azul, perdendo as capas de gas máis externas. É o que se cre que lle ocorreu á estrela que estamos a estudar uns 10 mil anos antes da explosión.

Esta teoría que acabamos de explicar ten ao seu favor unhas observacións realizadas polo Hubble Space Telescope. Ao redor da supernova atopou un anel lixeiro visible desde a Terra, un anel de radio dun terzo dun ano de luz. Crese que o anel está formado polo vento fraccionario que dá ás estrelas. En estado de supergigante este vento é máis rápido nos polos que no ecuador. En consecuencia, crea una estrutura de materia en forma de reloxo de area. Cando a estrela volve á situación do xigante azul, o vento tamén cambia, facéndoo máis rápido e rápido. Cando este vento atopa a cintura do reloxo de area de maior densidade, comprime máis formando o anel.

No seguinte número analizaremos outros problemas de interese en torno ao SN1987.

EFEMÉRIDES DE XULLO SOL: o 22 de xullo, ás 14 h 8 min, o Sol entra na constelación de Leo. LÚA CUARTO CRECENTE LÚA CHEA CUARTO MENGUANTE LÚA NOVA díahora 721h 43 min 1419 h 6m 222222h 12min 2919h 35min PLANETAS MERCURIO: a pesar do seu elongación máxima o día 6, é difícil de ver porque escurece tarde. Non é posible a súa observación na segunda metade do mes, xa que se achega á conxunción. VENUS: En xullo o seu elongación aínda é moi pequena paira poder velo. MARTITZ: a súa horta é cada vez máis temperá. Aparece pouco despois da medianoite (UT) paira final de mes. JÚPITER: aínda poderemos velo despois de escurecer pero en pouco tempo. Ocúltase antes de que se escureza totalmente paira final de mes. SATURNO: é o planeta que mellor poderemos ver durante o verán. En xullo, á mesma hora que o Sol desaparece, Saturno aparece polo leste, sendo visible durante toda a noite.

EFEMÉRIDES DE AGOSTO SOL: o día 22 ás 21h 10min entra en Virgo. LÚA CUARTO CRECENTE LÚA CHEA CUARTO MENGUANTE LÚA NOVA díahora 510 h 58 min. 1310 h 27 min 2110h 1min 2824 h 42 min PLANETAS MERCURIO: En conxunción inferior o 2 de agosto. Polo que será invisible até a segunda metade do mes. Entón poderemos velo á mañá. VENUS: este mes empezará a verse á noitiña, pero aínda en moi pouco tempo. O día 23 atópase xunto a Júpiter (a 17”). MARTITZ: a partir dos primeiros días do mes comeza a saír antes da medianoite (UT) gañando altura durante a noite. JÚPITER: cada vez é máis difícil de ver porque o seu elongación é cada vez menor. SATURNO: en agosto cando o Sol escóndese no ceo, gaña altura ao longo da noite e atópase no punto máis alto (UT) nas mellores condicións de visibilidade.