Descobrint el vel

113-75

Sembla una conspiració còsmica. Des que es va inventar el telescopi no hi ha hagut cap explosió de supernova en la nostra galàxia visible des de la Terra. Sí que n’hi ha hagut en altres galàxies pròximes i per descomptat en moltíssimes galàxies llunyanes, però la darrera supernova que va explotar en la Via Làctia es va observar fa més de 400 anys. Eren els temps de Johannes Kepler (1571-1630) i Galileu Galilei (1564-1642). Ells i els seus coetanis van poder gaudir d’un espectacle que no s’ha tornat a repetir: veure a ull nu un nou estel en la nostra galàxia. Molt pocs anys abans, el 1572, l’astrònom valencià Jeroni Muñoz (1520-1591) va poder observar-ne una altra. Importants astrònoms de l’època, com el danès Tycho Brahe (1546-1601), la van estudiar amb detall. Segons explica Víctor Navarro, catedràtic d’Història de la Ciència de la Universitat de València, Muñoz va ser informat per uns pastors i calcinaires de Torrent. Aquests, avesats a treballar de nit i observar la volta celeste i identificar, amb ulls exercitats, el patró de W que forma la constel·lació de Cassiopea, es van sorprendre en observar un intrús celeste en aquella coneguda regió del cel. Convençuts que aquell estel no hi era abans, van alertar de la seua presència el catedràtic d’hebreu, matemàtiques i astronomia de l’Estudi General, Jeroni Muñoz. Tal va ser la commoció que el mateix rei Felip II va encarregar a Muñoz un estudi sobre el nou estel. Muñoz va dur a terme observacions sistemàtiques i va escriure, en pocs mesos, un tractat que va titular: Libro del Nuevo Cometa. Brahe, en canvi, la va considerar un nou estel, però va lloar les observacions de Muñoz. Quan un estel explota com a supernova en la nostra galàxia, es pot arribar a veure fins i tot a plena llum i domina el cel nocturn per algunes setmanes o mesos.

Els estels es mantenen estables perquè es dóna un equilibri entre la tendència gravitatòria a fer que l’astre col·lapse i la pressió tèrmica i de radiació deguda al procés de fusió nuclear que té lloc en el seu interior i que tendeix a expulsar embolcalls cap a fora. Mentre hi ha combustible nuclear per alimentar aquestes reaccions el balanç perdura, però arriba un moment en què aquest s’acaba. Les reaccions de fusió que manté estable l’estel van produint elements químics cada vegada més pesants, l’hidrogen es transforma en heli i progressivament en altres elements com ara carboni, nitrogen, oxigen, silici i ferro. Més enllà del ferro la fusió consumeix energia en compte d’alliberar-ne i per tant cessen les reaccions termonuclears que mantenen l’estel. Aquest entra en crisi i col·lapsa. El rebot de les capes externes amb el nucli intern produeix una ona de xoc que es propaga cap a fora i projecta a l’espai interestel·lar els embolcalls de l’estel en forma de supernova. Part d’aquest material expulsat es pot observar fins i tot milers d’anys després de l’explosió com un romanent difús.

75-112-vel

La nebulosa del Vel, on s’han marcat dues regions: en roig, el triangle de Fleming i en blau, una porció de NGC6995 que veiem ampliada en la fotografia de Vicent Peris (OAUV) realitzada des de l’Observatori d’Aras de los Olmos (a sota)./Cortesia de Harvard College Observatory (dalt)/ Vicente Peris (baix)

Un dels romanents més grans de supernova que s’observen al cel es troba a la constel·lació del Cigne. Es tracta de la nebulosa del Vel, que reproduïm en aquestes pàgines. L’explosió de l’estel que la va ocasionar va tenir lloc entre l’any 6000 i el 3000 aC, de manera que les civilitzacions antigues del neolític van poder observar-la. Devia brillar com la Lluna en fase creixent. L’ona de xoc es movia inicialment a centenars de milers de quilòmetres per hora, perforant i escalfant el gas circumdant a milions de graus. El medi interestel·lar va anar frenant gradualment l’expansió, formant nebulositats de formes recargolades que ens recorden tènues cirrus al cel o el fum d’una foguera en mesclar-se amb l’aire. Diminuts filaments que encara brillen en refredar-se el gas que els constitueix i l’emissió dels quals revela la presència d’oxigen, sofre i hidrogen. La nebulosa es troba a 1.500 anys llum de la Terra i cobreix una àrea del cel de 3 graus en diàmetre, és a dir aproximadament sis vegades el diàmetre de la Lluna plena.

La nebulosa va ser descoberta el 1784 per l’astrònom d’origen alemany però establert a Anglaterra William Herschel (1738-1822), descobridor també del planeta Urà juntament amb la seua germana Caroline (1750-1848). Una de les regions que formen la nebulosa del Vel rep el nom de triangle de Pickering, però no va ser Edward Charles Pickering (1846-1919), director del Harvard College Observatory, el seu descobridor sinó que va ser Williamina Fleming (1857-1911), que treballava per a ell en l’Observatori. Williamina, d’origen escocès, havia emigrat a Boston junt amb el seu marit, que la va abandonar mentre estava embarassada. Es va posar a servir com a minyona a casa de Pickering, que finalment la va contractar per a l’Observatori junt amb altres dones. Aquest grup de dones –les computadores de Harvard– va realitzar un treball excepcional analitzant milers de plaques fotogràfiques i infinitat d’espectres estel·lars. El sistema de classificació estel·lar iniciat per Fleming i completat per altres dones del grup, com Antonia Maury (1866-1952) i fonamentalment Annie Jump Cannon (1863-1941), s’utilitza encara avui dia: divideix estels en set classes espectrals en funció del seu color (relacionat amb la temperatura superficial) i composició química. Fleming a més va descobrir una nebulosa fosca, la del Cap de Cavall, en una fotografia que havia realitzat el germà d’Edward Pickering, William Henry (1858-1938).

El treball d’una altra de les dones del grup, Henrietta Swan Leavitt (1868-1921), que va establir la relació període-lluminositat per als estels variables cefeides, va ser decisiu per a entendre les distàncies en astrofísica i cosmologia. Aquest estudi es va publicar al març de 1912 firmat exclusivament per Edward Pickering, com era l’ús en l’època. Afortunadament la primera frase de l’article deixa clara l’autoria: «The following statement… has been prepared by Miss Leavitt.» El mateix Edwin Hubble (1889-1953), que va utilitzar el mètode de Leavitt per a determinar les distàncies a altres galàxies, va reconèixer que l’astrònoma era mereixedora del premi Nobel, al qual curiosament va ser nominada el 1924 per Gösta Mittag-Leffler (1846-1927) de l’Acadèmia Sueca de les Ciències, qui no sabia que l’astrònoma americana havia mort tres anys abans. Mittag-Leffler, el paper del qual havia estat fonamental perquè la matemàtica Sofia Kovalèvskaia (1850-1891) obtinguera una càtedra en la Universitat d’Estocolm (la primera dona a aconseguir aquest rang), li va enviar la proposta al successor de Pickering en la direcció de l’Observatori, Harlow Shapley (1885-1972), qui, a més de comunicar la mort de Leavitt al científic suec, va tenir la poc noble gosadia de suggerir que hauria de ser ell el mereixedor del premi per la interpretació dels resultats de Leavitt.

Quan llevem els vels que cobreixen els treballs o els descobriments d’alguns astrònoms, apareixen moltes vegades les seues vertaderes autores, brillants astrònomes que en la majoria dels casos no van rebre en vida el  reconeixement que mereixien.

© Mètode 2012 - 75. El gen festiu - Tardor 2012
Catedràtic de Astronomia i Astrofísica. Observatori Astronòmic de la Universitat de València.