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En los próximos 50 años, una supernova será visible desde la Tierra

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 Un grupo de astrónomos de la Universidad del Estado de Ohio han calculado que, en algún momento dentro de los próximos 50 años, estallará en nuestra galaxia una supernova que será visible desde la Tierra.

Según los cálculos, un suceso como éste tendría casi un 100% de posibilidades de ser visible en nuestro planeta a través de telescopios de infrarrojos. Sin embargo, el espectacular suceso sólo cuenta con un 20% o menos de posibilidades de verse como un espectáculo estelar brillante para el ojo humano en el cielo nocturno. Los resultados de este trabajo se publicarán próximamente en el próximo número de The Astrophysical Journal.

Los astrónomos, por lo tanto, tendrán la oportunidad de hacer algo que nunca antes se había hecho: detectar una supernova con la rapidez suficiente como para ser testigos de lo que sucede en las fases más tempranas de la muerte violenta de una estrella. Una estrella masiva se convierte en supernova cuando consume todo su combustible nuclear y su centro colapsa, justo antes de explotar violentamente y arrojar la mayor parte de su masa al espacio en una explosión que libera cantidades ingentes de energía.

“Vemos a todas esas estrellas convertirse en supernovas en otras galaxias, y no entendemos de forma completa cómo sucede algo así. Creemos que sabemos, decimos que sabemos, pero de hecho eso no es cierto al cien por cien –confiesa Christopher Kochanek, profesor de astronomía en el Ohio State y el Ohio Eminent Scholar in Observational Cosmology-. Hoy la tecnología ha avanzado hasta el punto de que podemos aprender muchísimo más sobre una supernova si podemos atrapar a la siguiente en nuestra galaxia, y estudiarla con todas las herramientas a nuestro alcance”.

Primero a través de cálculos, y después por medio de modelos computacionales, varias generaciones de astrónomos han trabajado en los aspectos físicos de las supernovas, tomando como base todos los datos disponibles, y su mejor modelo en la actualidad parece cuadrar con lo que aprecian en el cielo. Sin embargo, ser testigo de una supernova –lo que supone, por ejemplo, poder medir los cambios que se den en la radiación infrarroja desde su comienzo hasta que concluya su proceso- puede validar o refutar todas estas ideas.

Kochanek explica que las nuevas tecnologías están haciendo posible el estudio de las supernovas en la Vía Láctea. Ahora, los astrónomos cuentan con detectores que son sensibles a los neutrinos (las partículas emitidas por el centro de una estrella que está colapsando) y a las ondas gravitacionales (creadas por la vibración del centro de la estrella), lo que puede ayudar a que cualquier supernova que esté sucediendo en nuestra galaxia sea localizada. La pregunta ahora es si va a ser posible ver la luz de una supernova, porque vivimos en una galaxia repleta de polvo –partículas de hollín que Kochanek relaciona con las que se aprecian en un camión diesel consumido- que absorbe la luz y podría ocultar una supernova a nuestra vista.

“Cada pocos días tenemos la oportunidad de observar una supernova fuera de nuestra galaxia –completa el alumno de doctorado Scott Adams-. Pero hay mucho más que aprender en lo que una supernova galáctica nos enseñaría. Nuestros detectores de neutrinos y ondas gravitacionales son suficientemente sensibles como para tomar medidas dentro de nuestra galaxia, donde creemos que una supernova sucede sólo una o dos veces por siglo”.

“A pesar de la facilidad con la que los astrónomos encontramos supernovas fuera de nuestra galaxia –continúa Adams-, no resultaba tan obvio antes de ahora que fuera posible obtener la observación de una supernova completa mientras sucedía en nuestra galaxia. El hollín atenúa la luz óptica de las estrellas que están cerca del centro de la galaxia en una proporción de casi un trillón de veces como llega a nosotros. Afortunadamente, la luz infrarroja no se ve tan afectada por este hollín y es atenuada en una proporción de apenas el 20%”.

Haciendo el balance de todos estos factores, los astrónomos han determinado que tienen casi un 100% de oportunidades de capturar una preciada supernova en la Vía Láctea a lo largo de los próximos 50 años. Su plan se aprovecha del hecho de que la supernova emana neutrinos inmediatamente después de la explosión de estrellas, pero no brillan con infrarrojos o luz visible hasta unos minutos, horas o incluso días más tarde.

Por lo tanto, en un escenario ideal, un detector de neutrinos como el Super-Kamiokande (Super-K) de Japón podría dar la voz de alerta en el momento en el que detectara neutrinos, e indicar la dirección de la que proceden las partículas. Entonces, los detectores de infrarrojos podrían apuntar en dirección al objetivo de forma casi inmediata, quizás atrapando la supernova antes de que comience a resplandecer. Los observatorios de ondas gravitacionales harían lo mismo.

Pero dado que no todos los neutrinos proceden de una supernova –algunos vienen de los reactores nucleares, de la atmósfera de la Tierra o del Sol-, ¿cómo podría un detector determinar su diferencia? Una supernova causaría pequeñas explosiones de neutrinos que serían detectadas dentro de unos pocos segundos unas de las otras. Pero hipotéticos fallos técnicos en los equipos electrónicos pueden tener el mismo efecto, explica John Beacom, profesor de Física y Astronomía y director del Center for Cosmology and Astro-Particle Physics en Ohio.

“Necesitamos alguna manera para poder asegurar de inmediato que una explosión es debida a una supernova”, explica Beacom. Él y su compañero Mark Vagins, un científico americano experto en neutrinos que trabaja en el Super-K, señalaron hace una década cómo se podría hacer esto. Ahora, Vagins y otros científicos han construido un modelo a escala de un tipo especial de detector de neutrinos en una nueva cueva subterránea en Japón.

Como coautores del trabajo en el Astrophysical Journal, Vagins y Beacom describen el nuevo detector, que han bautizado como EGADS como siglas de Evaluating Gandolinium’s Action on Detector Systems (‘Evaluación de la Acción del Gandolinio en los Sistemas de Detección’). Con un peso de 200 toneladas, el EGADS es mucho más pequeño que el Super-K, de 50.000 toneladas, pero ambos consisten en un tanque de agua ultra pura.

En el caso de EGADS, el agua contiene una pequeña cantidad del elemento gandolinio, lo que ayuda a detectar a los neutrinos de las supernovas de un modo especial. Cuando un neutrino procedente de una supernova de la Vía Láctea entra en el tanque, colisiona con las moléculas del agua y libera energía, acompañada de algunos neutrones. El gandolinio tiene una gran afinidad con los neutrones, y los reabsorberá y, después, re-emitirá la energía por sí mismo. El resultado sería una señal de detección seguida de otra una minúscula fracción de segundo más tarde, una señal de ‘latido’ dentro del tanque por cada neutrino detectado.

Vagins y Beacom esperan que la inequívoca señal de latido del EGADS permitirá que los equipos detectores hagan anuncios más rápidos y certeros sobre la detección de neutrinos de las supernovas. Vagins explica que el experimento está yendo muy bien y rápido, y que él y su equipo científico en el Super-K podrían decidir añadir el gandolinio al tanque en 2016. Debido a su gran tamaño, Super-K también podría tener la capacidad de medir la dirección de los neutrinos. Por tanto, la posibilidad de emplear el Super-K para señalar una supernova en la Vía Láctea está sobre la mesa.

Para quienes quieran presenciar una supernova de la Vía Láctea con sus propios ojos, las opciones son más bajas y dependerán de cuál es su latitud en la Tierra. La última vez sucedió en 1604, cuando Johannes Kepler divisó una a unos 20.000 años luz de distancia, en la constelación Ofiuco. Él se encontraba en el norte de Italia en esa ocasión.

¿Podría hacerse una observación así de nuevo en el próximo medio siglo? Adams echa la cuenta: la probabilidad de que haya una supernova galáctica que sea visible sin ayuda para el ojo humano en la Tierra, dentro de los próximos 50 años, es de entre el 20 y el 50%, para las personas que viven en el hemisferio sur, mejor situadas para tener acceso a este suceso excepcional, pues ellos pueden ver una parte mayor de nuestra galaxia en el cielo de la noche. Las opciones empeoran si se sube hacia el norte: en Ohio, por ejemplo, la posibilidad se reduce hasta el 10%. Y Adams remata que la posibilidad en este estado de ver una supernova como la de 1604, que oscureció al resto de las estrellas, baja hasta el 5%.

“La posibilidad de ver un fenómeno espectacular no está a nuestro favor, pero todavía es una opción estimulante”, remata. “Con sólo una o dos sucediendo cada siglo, la posibilidad de alcanzar una supernova en la Vía Láctea es pequeña, pero sería una tragedia perdérnosla, y este trabajo está concebido para mejorar las opciones de estar preparados para el evento científico de nuestras vida”, concluye Beacom.

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