5è Aniversari Supernova SN987A (II)
1992/09/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria
En el següent número acabem amb l'aparició de l'anell que envolta la supernova. Ara continuarem amb el mateix anell, perquè gràcies a això hem pogut calcular exactament la distància de la Terra a la supernova. L'Hubble Space Telescope no va ser l'únic anellament analitzat. Abans, poques setmanes després de l'explosió, el satèl·lit International Ultraviolet Explorer (IVE) va recollir les línies espectrals d'ultraviolades emeses per l'anell. L'emissió era conseqüència de l'excitació provocada per la radiació provocada per l'explosió i l'estudi de les línies mostrava que no procedia dels núvols de gas llançades per la supernova, sinó del gas immòbil en la zona. Quan es va comprovar que aquest gas era l'anell esmentat, les observacions realitzades a través de les dues naus espacials es van poder comparar per a calcular la distància a la qual hem fet referència.
L'IVE va mesurar el diàmetre de l'anell amb un resultat de 1,36 anys llum. L'Hubble Telescope va mesurar l'arc que ocupa l'anell, sent aquest de 1,66”. Perquè el valor del diàmetre donés la mesura de l'arc indicat, l'anell havia d'estar a 170.000 anys-llum. De manera indirecta, s'obté un valor molt fiable de la distància al Gran Núvol (fins a LMV) de Magallanes. Aquesta dada ja havia estat calculat a partir de la claredat de les estrelles del LMC (principalment cefeidas). El valor obtingut per aquest mètode era una mica menor, 160.000 anys llum. Sabem, per tant, que les distàncies que ens dóna aquest últim mètode han de corregir-se, ja que han de ser una mica majors.
Analitzem ara la corba de lluminositat de SN1987 A. Normalment, la lluentor dels primers dies de la supernova es basa en l'ona de xoc provocada per l'explosió de les estrelles. Aquesta ona escalfa i expandeix la capa externa de l'estrella. Quant a la lluentor, la difusió té dos efectes contraris. D'una banda, redueix la temperatura disminuint la intensitat d'emissió i canviant el color de l'estrella de blava a vermellós. D'altra banda, augmenta considerablement la superfície que s'està emetent i a més fa més difusa l'estrella facilitant la fugida de radiació. Aquests dos últims efectes són inicialment més efectius i la intensitat augmenta considerablement fins a aconseguir la màxima lluentor.
La nostra supernova, no obstant això, té algunes anomalies en aquests primers passos. En els primers set dies des de la seva creació la claredat es va afeblir. Posteriorment, es va anar enfortint especialment lentament, sense vincular el màxim fins al 3 de juny, dia centenari de la vida de la supernova. Així mateix, el màxim de lluentor va ser molt inferior a l'esperat, malgrat superar 250 milions de vegades la lluminositat del Sol. Els càlculs posen de manifest la necessitat d'una altra font d'energia que va escalfar les capes emissores a partir de l'any quaranta. En cas contrari, l'efecte refrigerant de l'expansió podria imposar-se provocant una decadència. Veurem quines explicacions tenim per a aquests problemes. (En la figura 1 es representa l'evolució dels primers 120 dies de la lluentor de la supernova).
El flaix ultraviolat inicial no té una explicació clara. La lentitud de la pujada posterior i el baix valor del màxim s'expliquen per la naturalesa de l'estrella que vam exposar en el número anterior. Una vegada perdudes les capes superiors, l'estrella és més petita i compacta. Per tant, es necessita una major part de l'energia de l'ona de xoc per a expandir l'estrella i fer el difús suficient perquè la llum s'expulsi. En conseqüència, es redueix l'energia per a escalfar l'estrella.
Respecte a la nova font d'energia, sens dubte, hem de trobar la resposta en elements radioactius. L'enorme temperatura i pressió exercida per l'ona de xoc provoca nombroses reaccions de fusió d'elements lleugers, entre les quals es troben les que produeixen l'element radioactiu Ni56. El Niquel 56 es desintegra amb el Cobalt 56. La seva vida mitjana a penes és de 6,1 dies, és a dir, la massa de níquel que es va formar, aproximadament 0,7 de la massa del Sol, va desaparèixer ràpidament. El Co56 es desintegra amb raigs i Fe56, però amb una durada de 77 dies de vida mitjana. (El ferro 56 és un ferro normal, és a dir, estable).
De fet, a partir del dia 120 la disminució de la lluentor de la supernova es produeix amb el mateix període. Per tant, els elements radioactius esmentats han mantingut la lluentor de la supernova. El procés consisteix en el fet que els electrons que es troben en el gas en expansió dispersen els raigs gamma que es generen en la desintegració, evitant l'energia i, per tant, transformant-los en freqüències de raigs X. Per descomptat, aquesta energia perduda és la que escalfa el gas. L'afirmació correcta d'aquest procés ens va arribar de nou a través dels satèl·lits: Al desembre de 1987 el satèl·lit Solar Maximun Mission (SMM) va rebre raigs gamma de freqüència adequada. Anteriorment el propi SMM, el satèl·lit japonès Ginga i el soviètic Mir havien rebut raigs X.
Com es pot observar en la figura 2, durant un parell d'anys la disminució de les emissions depenia de la proporció de desintegració del Co56 fins a l'esgotament de l'element. Després el Co57 sembla ser el responsable de la lluentor de la supernova. Aquest isòtop del cobalt es va crear menys, però té una vida mitjana més llarga. Per tant, dura més. No obstant això, fins ara no s'ha detectat la línia espectral del Co57. Si no es confirmés aquesta font d'energia, una altra alternativa seria l'estrella de neutrons que podria generar la supernova.
En l'actualitat, la lluentor de la supernova és tan sols cent vegades major que el del Sol, com l'u per cent de la lluentor de l'estrella abans que esclatés. Si s'afebleix més profundament, els astrònoms tindran problemes per a continuar estudiant, ja que les altres dues estrelles que estan al seu costat quedaran completament cobertes. Ja podem dir que la supernova està morta i l'atenció s'ha centrat en els efectes de l'ona de xoc sobre la matèria que envolta a la supernova. A mitjan 1990, per exemple, es van recollir les primeres ones de ràdio després de l'explosió en les proximitats del superonu. Per a l'any 2000 l'ona arribarà a l'anell abans esmentat. Pel que sembla, serà un espectacle sorprenent i l'emissió serà violenta no sols en la llum visible, sinó també en el camp dels raigs X i les ones de ràdio.
Com es pot observar, tota la informació obtinguda fins al moment es refereix a les capes i mitjans situats en l'exterior de la supernova, ja que les capes interiors són encara opaques per a tota mena de radiacions i per tant no permeten la sortida de la radiació del nucli. No sabem si s'ha format l'estrella de neutrons o el forat negre. Les dades obtingudes són favorables a la hipòtesi de l'estrella de neutrons, però seria possible que el gas que s'expandeix inicialment quedés sota el camp de gravetat de l'estrella de neutrons, caient posteriorment. Es calcula que una hora després podria caure una desena part de la massa del Sol. Per tant, depenent de la massa i estat inicial de l'estrella de neutrons podria convertir-se en un forat negre.
Per a arribar a la transparència i conèixer el que està en el nucli de la supernova, no es pot predir quant temps es necessitarà, però poden ser molts anys. Hi ha càlculs que indiquen que es trigaran uns 300 anys, però com hem dit abans és molt perillós avançar-se a aquest problema.
EFEMÈRIDES DE SETEMBRE SOL: el 22 de setembre a les 18 h 42 min (UT) es posa en Lliura. Comença la tardor.
PLANETES
|
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
