Uno-A

Cuando explotó la supernova SN2017cbv en la galaxia NGC 5643 en marzo me apresuré a fotografiarla y lo comenté aquí en el blog. Un lector rápidamente estimó que era del tipo Ia (se pronuncia "uno a"). Efectivamente, pocas horas después de su descubrimiento el Telegrama Astronómico ATel #10164 había reportado su clasificación como Ia "muy joven" (dos semanas o más antes del máximo). Los astrónomos clasifican las supernovas en base a sus espectros; otro día lo cuento y muestro el de SN 2017cbv. ¿Cómo hizo Mariano, nuestro lector apasionado por las supernovas, para saberlo?

Las supernovas de tipo Ia tienen siempre casi el mismo brillo intrínseco. Obviamente, cualquier objeto si está más cerca se verá más brillante y si está más lejos, menos. Dicho sin entrar en detalles: si está el doble de lejos, se verá la cuarta parte de brillante (porque 2²=4), si está tres veces más lejos será nueve (3²) veces menos brillante, etc. Los astrónomos se independizan de la distancia calculando una magnitud absoluta, relacionada con la magnitud aparente (la que vemos en el cielo) de la siguiente manera (válida para el universo cercano):

M = m - 5(log₁₀d - 1),

donde M es la magnitud absoluta, m la aparente y d la disancia en parsecs. Yo observé la supernova a magnitud 11.5 once días después de su descubrimiento temprano. Junto con la distancia a la galaxia (55 Mal = 16.9 Mpc), da una magnitud absoluta de -19.6, precisamente el valor correspondiente al máximo de una supernova de tipo Ia. El brillo más intenso fue reportado pocos días después, el 26 de marzo, a magnitud 11.1, correspondiente a magnitud absoluta -20. ¡Esto es 60 veces más brillante que la famosa supernova (de tipo II) SN 1987a, la única que hemos visto a ojo desnudo en tiempos modernos! Y el doble de brillante que una supernova Ia promedio: tenemos aquí una campeona.

Las supernovas de tipo Ia son relativamente raras: apenas el 10% del total. Pero su valor no es su rareza sino precisamente que sean todas siempre tan parecidas. Esto permite dar vuelta la fórmula de arriba y usarlas para calcular la distancia. Funcionan como candelas estándar, y son nuestro mejor método para medir el tamaño del universo a gran escala. En 1998 dos proyectos independientes midieron con gran precisión la expansión del universo usando supernovas, y descubrieron inesperadamente que la expansión es acelerada, algo que interpretamos actualmente debido a la existencia de una fuerza repulsiva, opuesta a la gravitación, que tiene el marketinero nombre de Energía Oscura, de la cual no sabemos casi nada.

¿Pero no dije ya que SN 2017cbv explotó en la galaxia cercana NGC 5643, a 55 millones de años luz? ¡Ya sabemos a qué distancia está! Bueno, pero lo interesante es que hace muy poquito, en 2013, otra supernova de tipo Ia explotó en la misma galaxia (foto aquí al lado). Tener dos supernovas de tipo candela estándar a la misma distancia en una galaxia cercana es buenísimo, porque permite calibrar el método de medición de distancias usando supernovas. Como todo método de medición, el de distancias astronómicas está sujeto a imprecisiones. Tal como conté en Viaje a las Estrellas, para medir el universo se usa una variedad de métodos, según la distancia de que se trate. Para las estrellas cercanas podemos usar la paralaje trigonométrica, único método "directo." A partir de allí varios métodos se enganchan unos con otros formando una cadena hasta llegar a las distancias más lejanas. Cuanto mejor se enganchen entre sí los eslabones de esta cadena, mejor será el resultado para distancias más lejanas.

Hoy en día existe una discrepancia en el valor de la velocidad de expansión del universo, según se la calcule con supernovas o con las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas. Los astrónomos llaman a esta discrepancia "tensión", que es un nombre que me hace bastante gracia. Una supernova sola no va a aflojar la tensión, pero tener dos supernovas de tipo Ia en una galaxia cercana es buenísimo. El Telescopio Espacial Hubble ha estado ocupado fotografiándola (ver acá). Bienvenida sea.

¿Y cómo saben que es una supernova Ia, y que significa exactamente, y qué pasó después de que alcanzó el máximo de brillo? Lo contaré otro día.

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La ilustración de la ley de la inversa del cuadrado es de Wikipedia, usuario Borb (CC BY-SA). La foto de SN 2013aa creo que es de Joseph Brimacombe (textos superpuestos por mí).