Mn. Francesc NIcolau: LA DESCOBERTA DELS PÚLSARS

Resum de la tercera xerrada del segon cicle de conferències, sobre els tema Els Astres i l’Astrofísica, que va pronunciar Mn. Francesc Nicolau el dia 14 de març del 2017. Si voleu veure el resum de la segona conferència, cliqueu aquí.

Els púlsars són estrelles estranyes del món estel·lar i la història de la seva descoberta comença el 1054 quan a la Xina, amb tradició de segles d’observació, van veure una estrella que brillava molt i va anar minvant de resplendor fins a desaparèixer. A occident, en canvi, no n’hi ha constància d’aquest fet (només al Pròxim Orient, a Bagdad).

Messier, al seu catàleg de nebulositats permanents del cel, va descriure una nebulositat a Taure (la primera del seu catàleg) i que avui dia es coneix per la forma que té com a nebulosa del Cranc i que només es pot observar amb telescopi. Lundmark va observar que aquella nebulosa era al lloc de l’estrella dels xinesos. Quan una estrella fa una explosió, deixa una nebulosa. Tycho Brahe, el 1572, va veure al cel una estrella que augmentava la lluminositat no es coneixia d’abans, a la constel·lació de Cassiopea. Actualment brilla molt poc.

Aquest tipus d’estrelles se les coneix com a nova. Lundmark va investigar si aquella nebulosa no provindria de l’explosió d’una estrella encara gran, més que una nova era una supernova, fet confirmat per Hubble, pels filaments que s’hi veuen i que s’expandien, segons els seus càlculs, a 1.000 km/sg (actualment se sap que s’estenen 1600 km/sg), fins a un diàmetre de 9 anys llum i a una distància de 6000 anys llum de la Terra. Baade va retratar la nebulosa i va observar al seu centre una petita estrella, resultat de l’explosió.

 

La reconstrucció històrica d’aquells fets seria la d’una estrella d’unes 5 masses solars, que va viure uns 1.000 milions d’anys, transcorreguts els quals, va consumir el seu hidrogen, heli i carboni. Va començar a mostrar debilitats i es va trencar l’equilibri entre la gravitació i la radiació, essent la gravitació més forta que la radiació, pel pes dels àtoms pesants que s’hi haurien format, com ara el ferro, precipitant-se aquells cap el centre, a gran velocitat. En pocs segons va disminuir la seva mida unes mil vegades (implosió). Llavors, es va produir una reacció de ressort contrària, amb una gran explosió cap a l’espai i que va produir la nebulosa. La llum originada va viatjar durant 6000 anys fins arribar a ser observada pels xinesos.

El 1968 es descobreix que a la nebulosa hi havia una estrella pulsant i que era l’estrella de Baade. Però la història de les pulsants cal remontar-la al 1932. Landau va emetre una teoria, segons la qual, havia la possibilitat que si una estrella era d’una massa mínima quatre vegades el Sol, al final de la seva vida s’encongiria, tornant-se molt petita i amb una densitat molt gran. Els electrons es precipitarien als nuclis originant neutrons. Un centímetre cúbic de matèria podria pesar milions de tones. Zwicky i Baade suposaven que això podria passar.

Finalment Jocelyn Bell Burnell, ajudant de Hewish, feia observacions amb un radiotelescopi de les radiofonts (la majoria de les estrelles) i la cinta en què quedaven gravades dites observacions veié que, hi havia una sèrie de pics intensos registrats durant dies successius i que es retardaven uns quatre minuts diaris per efecte de la rotació terrestre (el que provava que eren originaris de l’espai). Segurament provenien d’una estrella. Aquests astres ara s’anomenen “pulsating stars” en anglès, abreviat “pulsars”. Orientant el radiotelescopi a la nebulosa del Cranc, la petita estrella va resultar ser un púlsar (amb pic cada 0,33 segons).

Avui dia, es coneixen més de mil púlsars, molts d’ells més ràpids que el de la nebulosa del Cranc. Són rellotges més precisos que els rellotges atòmics. La pulsació seria deguda a la rotació sobre si mateixes a gran velocitat degut a l’encongiment (conservació de la quantitat de moviment). El diàmetre seria d’uns 15-20 km. La pèrdua d’energia fa que cada vegada girin més lentament (dissipació de l’energia). El camp magnètic seria enorme: d’un bilió de gauss.

Hi ha púlsars ultraràpids. El 1982 es va observar-ne un de 610 voltes/sg i posteriorment, un altre de 700 voltes/segon. Serien estrelles dobles que en disipar-se una, s’acceleraria l’altra (però el púlsar més veloç, no té company: serà que ja l’ha perdut?). Einstein diu que la velocitat de la llum es invariable, ja que és independent de la velocitat que tingui el cos que emet llum. Aquest fet s’ha pogut observar en un púlsar doble.

Si voleu veure el reportatge complet que es va projectar a la conferència, cliqueu aquí.