sábado, 31 de octubre de 2015

Supernova arácnida

Para celebrar Halloween, sigamos con las partículas fantasmales llamadas neutrinos. Son tan etéreas que podrían atravesar un blindaje de plomo de un año luz de espesor sin que se les mueva un pelo. Hace un par de semanas se anunció que el premio Nobel de Física correspondía al descubrimiento de la oscilación del sabor de los neutrinos. El primer laboratorio que observó el fenómeno fue el Super-Kamiokande, en Japón. ¿Cómo blip hacen para detectar neutrinos?

Bueno, como todo fenómeno cuántico, la interacción de un neutrino con otra partícula subatómica es un fenómeno probabilístico. Por más que sea extremadamente improbable, ocurre. Para observarlo sin esperar hasta el Día del Juicio, el físico experimental intentará multiplicar esa probabilidad. Hay dos maneras de hacerlo: aumentando la cantidad de neutrinos, y aumentando la cantidad de átomos del detector. Lo primero es imposible de controlar. Pero por suerte el universo está hasta el cuello de neutrinos. Hay tantos que es difícil de imaginar. Miles de millones nos atraviesan todo el tiempo. Fenómeno, hay suficientes neutrinos.

Por otro lado, el detector sí se puede controlar. El principio de funcionamiento es similar al que usan en el Laboratorio Auger en Mendoza para detectar rayos cósmicos, o el genial Laboratorio ANDES de próxima construcción: un tacho de agua con detectores de luz. Cuando el neutrino (uno de cada quintillón, pero uno al fin) interactúa con un átomo en el agua, produce una lucecita que se puede observar. Conviene meter el tacho un kilómetro bajo tierra para blindarlo de la radiacón cósmica. Y, por supuesto, hacerlo grande. Muy grande. ¡Gigante! Super-Kamiokande es así:


¿Qué es eso, un bote? Sí: un bote. El tacho mide 40 metros de diámetro, está lleno de agua ultrapura, y cuando lo vacían para hacerle un service a los tubos fotomultiplicadores de las paredes usan un bote para recorrerlo. ¿Acaso hay aquí una gran oportunidad para una escena de una película de James Bond? ¡Des-per-di-cia-da!

¿Y funciona? ¡Claro que funciona! Con aparatos como éste detectan un par de neutrinos por día. Por día. De golpe, el 23 de febrero de 1987, Kamiokande-II (así se llamaba entonces), detectó 16 neutrinos en menos de quince segundos. Como si fuera poco, otros dos observatorios, en Rusia y en Estados Unidos, detectaron 13 neutrinos más, exactamente simultáneos con los de Japón. ¡Chan!

Mientras los neutrinólogos todavía se rascaban la cabeza pensando qué estaba pasando, un par de horas después la luz de una explosión descomunal llegó a la Tierra. Por primera vez desde el siglo XVII una supernova brillaba en el cielo de la Tierra. La estrella moribunda alcanzó un brillo algo menor que la estrella más tenue de la Cruz del Sur. Yo vivía ya en Bariloche, cursando cuarto año de Física, y tuve la suerte de verla. No era gran cosa en el cielo, nada cinematográfico. Pero era una estrella explotando en otra galaxia, ¡visible a simple vista! La estrella estaba en la Nube Mayor de Magallanes, específicamente en la inmensa región de formación estelar llamada Nebulosa Tarántula, una de las más activas del universo.

El año pasado fotografié la Tarántula. Tenía un hilo de esperanza de poder identificar los restos de la supernova, pero una estrella vecina los enmascara. La Tarántula es así:


Es inmensa. Hay unos 1000 años luz entre el centro de la nebulosa y el lugar de la explosión (marcado SN 1987a). Cientos, miles de estrellas explotarán en esta región en el próximo millón de años. Cada una de ellas se dará vuelta como un guante en la explosión, vertiendo en el medio interestelar el contenido de sus núcleos, rico en elementos pesados, listos para ser reciclados en la formación de nuevas estrellas y planetas. Telescopios mejores que el mío permiten observar el fenómeno desenvolviéndose ante nuestros ojos, año tras año en las décadas que han pasado, por primera vez en la historia. No sabemos cuándo volveremos a observar una supernova tan cercana. Mientras tanto, ésta es la única que hemos visto en la era moderna.


La foto de la rara nebulosa en forma de anillo de los restos de la supernova SN1987A es de NASA/Hubble/STScI.

Atentos: Halloween se pronuncia jalowín, con acento en la i, no jálowin como suele escucharse en Argentina.

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7 comentarios:

  1. Así como leí en una pagina de divulgación española, ¿Es la descomunal cantidad de neutrinos liberada lo que hace explotar la estrella en supernova?

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    1. Sí, es. Algún día tengo que contar algo sobre eso.

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  2. Genial! Aunque se trate de páginas de divulgación siempre es bueno corroborar la información. Ya me parecía demasiado increíble la participación de los neutrinos en semejantes cataclismos. Ahora resulta que es una explicación bastante regular.

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  3. Me pareció entender que el profesor Abramson decía que sí es la descomunal cantidad de neutrinos lo que hace explotar a la supernova y no a la inversa. ¿Entendí bien? Gracias por todas las notas publicadas en el blog, profesor.

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    1. Los neutrinos no son la causa de la supernova, sino uno de sus productos. Pero se llevan la mayor parte de la energía de la explosión, y son responsables de destrozar la estrella. Indirectamente, son responsables de que el hierro del núcleo pueda salir de la estrella y llegar a la hemoglobina de la sangre de la colita de cuadril que te vas a comer mañana.

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  4. ¿Se tiene un aproximado de la cantidad de neutrinos liberados en esa supernova?. Si el detector de Japón solo detecta un par de los millones y millones que nos atraviesan todos los días ni me puedo imaginar el gigantesco numero de neutrinos liberados por dicha supernova.

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    1. Imaginate que durante el colapso del núcleo (una esfera de hierro más pesada que el Sol) TODOS los protones se convierten en neutrones en una fracción de segundo y emiten cada uno un neutrino. Las supernovas son pavorosas.

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