Mn. Francesc Nicolau: Fenòmens violents detectats a la Galàxia

Quarta xerrada del primer cicle de conferències, sobre el tema Descobriments recents a l’univers de les galàxies (I), que va pronunciar Mn. Francesc Nicolau el dia 18 d’octubre del 2018 a la Sala Sant Jordi del Seminari Conciliar de Barcelona.

Hi ha una nebulositat a la nostra Galàxia  que s’estén a gran velocitat (1.500 km/s): es tracta de la nebulosa del Cranc. L’any 1054 els xinesos observaren al cel una gran explosió (també un cristià de Constantinopla deixà constància escrita d’aquest fenomen); el punt del cel on digueren que es produí és el lloc on actualment es troba dita nebulosa, i és clar que prové de l’explosió d’una supernova, estrella de gran massa que va esclatar.

En les reaccions nuclears del centre de l’estrella es produeix fins al ferro. A l’estrella s’equilibren la pressió expansiva d’aquestes reaccions nuclears amb la força gravitatòria; si el seu nucli està a centenars de mils de graus i es trenca l’equilibri en favor de la gravetat, al principi es contrau en si mateixa, originant-se elements més pesants que el ferro, per finalment esclatar en una gran explosió que origina la nebulosa. Al seu centre resta una nana blanca, o una estrella neutrònica si la estrella era de gran massa. Des de 1930 se sap que al centre de la nebulosa del Cranc hi ha una estrella neutrònica.

El 1572, quan encara no hi havia telescopis, Tycho Brahe observava el cel. L’onze de setembre d’aquell any, va deixar escrit que aquell vespre, després de pondre’s el Sol, al zenit brillava una nova i lluminosa estrella. Els dies successius anava brillant progressivament amb més intensitat, inclús fent-se lleugerament visible durant el dia, fins que finalment va desaparèixer al cap d’uns mesos d’anar minvant la resplendor: va veure una “nova Stella”, i d’aquí ve el nom de noves.

El 1595, David Fabricius també, a la constel·lació de la Balena, va deixar testimoni de la desaparició d’una estrella però, al 1603, Johann Bayer la va tornar a observar. Fins i tot Johannes Kepler, el 1604, a la constel·lació d’Ofiüc va observar una nova, però de menor lluïssor que la de Brahe. El 1646, Johannes Hevelius va constatar que l’estrella de la constel·lació de la Balena, anomenada Mira Ceti, apareixia i desapareixia cada 331 dies, i això és un misteri que encara no s’ha resolt.

John Goodricke, anglès establert a Holanda, va estudiar l’estrella Algol (“diable” en àrab), la qual varia la seva brillantor durant unes hores. L’explicació és deguda a que té una companya més dèbil que li passa pel davant i per això sembla que perdi lluentor. Però també va descobrir una autèntica variable (les quals es caracteritzen per perdre la brillantor progressivament): l’estrella Delta Cefeu.

Fritz Zwicky el 1940 va usar les supernoves per calcular les distàncies (Enrietta Leavitt havia utilitzat les cefeides per calcular la distància amb el núvol de Magallanes). Les noves poden ser recurrents; n’hi ha una que “s’encén” i “s’apaga” cada 30 anys. Ian Shelton va trobar una supernova als núvols de Magallanes el 1957 i que era molt rara. Les noves i les supernoves es poden subdividir (com també les cefeides).

Alvan Clark, el 1962, va descobrir una companya de Sirius que era una nana blanca. Les nanes blanques tenen densitats molt altes, de mils de tones per centímetre cúbic. Wilhem Luyten , qui estudià les nanes blanques, va arribar a la conclusió que la concentració d’una estrella encara podia ser més gran si es comprimien més els components de l’àtom, fet publicat teòricament per Lev Landau: els electrons s’unirien als protons del nucli per formar neutrons i quedaria en estat elèctricament neutre, donant lloc a una estrella neutrònica (com la que hi ha al centre de la nebulosa del Cranc) amb milions de tones per centímetre cúbic.La gravetat que exercirà aquesta mena d’estrelles serà molt gran i, a més, giren a gran velocitat: són els anomenats púlsars.

Recreació d'un púlsar

Els púlsars foren descoberts el 1967 per Anthony Hewish i Jocelyne B. Burnell. Quan s’estudiaren la radiació d’un púlsar, veieren que aquesta és intermitent i que cada dia es retarda uns 4 minuts (degut al dia terrestre sideral que dura 24 hores menys 4 minuts). Aquest impuls te una duració constant determinada: 1,3 seg, 1,1 seg, o inclús de 0,25 seg.

El punt final d’una estrella supermassiva és la formació d’un forat negre, com els existents al centre de les galàxies (el nostre és d’una massa dos milions de vegades la del Sol). El 2016 va haver-hi l’explosió d’una gran supernova, la més gran que es coneix, però en una galàxia llunyana. El novembre de 2017 es van detectar ones gravitatòries originades en xocar dues estrelles neutròniques: un fenomen violentíssim. També un forat negre de 800 milions de vegades el Sol fou observat aquest estiu passat.

NOTA: Si voleu veure el resum de la tercera conferència, cliqueu aquí. Si voleu veure el reportatge que es va projectar a la conferència, cliqueu aquí.