La nebulosa del Cranc mostra els seus secrets

Un equip internacional d’astrònoms acaba de publicar una imatge molt detallada de la nebulosa de Cranc, resultat de la combinació de dades de diversos telescopis situats a la superfície terrestre i en l’espai. Aquests instruments cobreixen quasi tot l’espectre electromagnètic, des de les ones de ràdio observades pel Very Large Array fins al potent resplendor en raigs X observat pel telescopi espacial Chandra. I per suposat, el telescopi espacial Hubble ha proporcionat la imatge de la nebulosa en llum visible mentre que la visió en infraroig ha estat proporcionada per telescopi espacial Spitzer.

Moltes vegades no som conscients que l’Univers no és només com ens el mostren els nostres ulls. La radiació que és capaç d’excitar els cons i bastons de la nostra retina, la llum anomenada visible, sols ens mostra un aspecte de la realitat del nostre entorn. Processos molt energètics com el gas gira al voltant d’un estel de neutrons brilla en llum de raig X o gamma mentre que la formació d’estels només es veu si emprem sensors de llum infraroja. Per això si volem comprendre un objecte tan complex com la nebulosa del Cranc cal combinar tota la informació disponible.

La nebulosa del Cranc és el resultat d’una violenta explosió de supernova observada per astrònoms xinesos l’any 1054. L’estiu d’aquell any, des de Xina s’observà una “estrella invitada”, un nou estel que va aparèixer en la que ara anomenen la constel·lació del Cranc. Segons conten les cròniques xineses, l’estel, que va ser visible uns mesos i es podia observar fins i tot de dia, era sis vegades més brillant que Venus.

Nebulosa del Cranc en llum visible. El púlsar, el disc d’acrecció i els dolls són invisibles amb aquesta llum. NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).

Fins fa poc, cap més registre donava fe de l’observació del fenomen però ara es creu que els natius americans feren pictogrames d’un estel brillant al costat del creixent de Lluna (encara que no és compatible la Lluna creixent en Taure en estiu). També s’ha trobat referència del fenomen en l’obra del segle 13 Meigetsuki del poeta japonés Fujiwara no Teika. També s’han trobat referencies en l’astronomia islàmica a la supernova en una copia del segle 13 feta per Ibn Abi Usaibia d’un treball d’Ibn Butlan, un metge cristià nestorià que treballava a Baghdad en aquella època.

Des de finals dels anys 60 se sap que en el centre d’aquesta nebulosa hi ha un púlsar, un  estel de neutrons superdens, tan petit com una ciutat però que concentra la massa equivalent al nostre Sol.

Aquest monstre estel·lar és el resultat de l’explosió d’un estel com a supernova. En aquest procés les diferents capes d’un estel evolucionat amb un nucli de ferro-niquel s’enfonsen. Però mentre que les més internen col·lapsen ràpidament i formen un objecte dens format per neutrons, (l’estel de neutrons), les capes més externes es troben un interior molt dur i, que emet partícules molt energètiques. Per tant, reboten i són expulsades. És l’explosió supernova.

Com que l’estrella original girava, durant el col·lapse el residu estel·lar que queda al centre augmenta la velocitat de gir de manera espectacular de la mateixa manera quan una ballarina sobre gel augmenta la velocitat del gir en plegar els braços. Al mateix temps el camp magnètic del residu s’amplifica i s’emet un flux de radiació electromagnètic en direcció a l’eix del camp. Donat que aquest eix i els de l’estel de neutrons no estan perfectament alineats, aquest flux de radiació escombra l’espai, com ho fa la llum d’un far. És el pols de radiació visible de l’estel de neutrons que capten els radiotelescopis, el púlsar. En la nebulosa del Cranc el residu que en quedà rota a la increïble velocitat d’un gir cada 33 milisegons amb un camp magnètic amplificat milions de vegades més intens que el del Sol.

La complicada forma de la nebulosa és provocada por la complexa interacció entre el púlsar, un vent ràpid de partícules que venen del púlsar, i el material expulsat originalment per l’explosió de supernova i per l’estel abans de l’explosió.

Cal fixar-se bé en la imatge més energètica, l’obtinguda en raigs X. Ací s’hi veu el disc d’acreció al voltant del púlsar així com els dos dolls de gas perpendiculars col·limats pels camps magnètics que emergeixen de les zones polars de l’estrella de neutrons. Ací baix podeu veure un esquema on les diverses parts de la imatge en raig X estan explicades.

Actualment se sap que l’explosió que va donar origen a la nebulosa, i que brillà breument com 400 milions de sols, va ocórrer a 6500 anys-llum de nosaltres. Si hagués passat a només 50 anys-llum la radiació emesa per la supernova en totes les longituds d’ona energètiques (gamma, raigs X, ultraviolat) així com les partícules d’alta energia haurien escombrat la majoria de la vida a la Terra.

El vídeo d’Adam Block compara imatges de la nebulosa obtingudes l’any 1999 amb d’altres de l’any 2012. S’hi veu clarament que el gas s’expandeix encara per l’explosió de fa quasi 1000 anys. Imagineu si va ser d’intensa l’explosió…

Imatges i vídeos:
1.- La nebulosa del Cranc en una composició que combina imatges preses en gran part de l’espectre electromagnètic. NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; y Hubble/STScI.
2.- Imatge en llum visible de la nebulosa del Cranc obtinguda pel Telescopi Espacial Hubble NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).
3.- Esquema del procés de formació de l’estel de neutrons i l’explosió supernova. Wikipedia Commons.
4.- Video de la composició de la imatge en totes les longituds d’ona.
5.- Esquema de la Nebulosa on es veu la posició del púlsar, el disc d’acrecció i els dolls.
6.- M1: el Remanent de la Nebulosa del Cranc d’Adam Block. L’animació mostra l’expansió de la nebulosa entre els anys 1999 i 2012. La imatge del 1999 està presa al VLT d’ESO. La del 2012 és del Mount Lemmon SkyCenter utilitzant el Schulman Telescope de 80 cm.

 

3 pensaments a “La nebulosa del Cranc mostra els seus secrets

  1. Del 1999 al 2012 hi van 13 anys, i tenint en compte que l’explosió es va produir al 1054 he calculat sobre les imatges l’expansió i em surt que haurien d’haver passat 16 anys i no 13, entre una i l’altre imatge.
    Al revés seria possible, que ara s’expandís més lentament perquè el centre de masses ha anat frenant l’expansió dels gasos, però que s’acceleri…

    Durant un temps, ja fa dècades, aquesta nebulosa em tenia fascinat, especialment pel fet que s’havia vist l’explossió inicial, i hi vaig fer molts càlculs i moltes imatges amb les primeres CCD operatives del mercat. Em sembla recordar que eren de 320×165 pixels i 128 nivells de grisos.

  2. A la Viquipèdia en català, hi posava que el diàmetre de la nebulosa era de 6 anys llum. Pels 6300 anys llum de lluny, el diàmetre aparent de 6-7 minuts d’arc, no quadrava aquest diàmetre. Tampoc per la velocitat d’expansió. Busco i veig que en realitat és d’uns 12 anys llum. Per tant han donat per diàmetre el què era el radi. Ja ho he editat.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *