Notícies
Inici  >  Notícies > Els telescopis MAGIC detecten l’explosió nuclear d’una estrella...

Els telescopis MAGIC detecten l’explosió nuclear d’una estrella vampir

El resultat d’aquest treball identifica les noves com un nou tipus de font de raigs gamma de molt alta energia. Imatge: Superbossa.com / MPP

El resultat d’aquest treball identifica les noves com un nou tipus de font de raigs gamma de molt alta energia. Imatge: Superbossa.com / MPP

D'esquerra a dreta, els experts Josep Maria Paredes, Marc Ribó i Edgar Molina, membres de l’equip científic que treballa en la col·laboració dels telescopis MAGIC.

D'esquerra a dreta, els experts Josep Maria Paredes, Marc Ribó i Edgar Molina, membres de l’equip científic que treballa en la col·laboració dels telescopis MAGIC.

El sistema de telescopis MAGIC, durant l’observació de l’erupció de la nova RS Ophiuchi, l’11 d’agost de 2021. Imatge: Urs Leutenegger

El sistema de telescopis MAGIC, durant l’observació de l’erupció de la nova RS Ophiuchi, l’11 d’agost de 2021. Imatge: Urs Leutenegger

14/04/2022

Recerca

Un equip de recerca que s’integra en la col·laboració MAGIC —un consorci internacional en què participen experts de la Universitat de Barcelona— ha detectat raigs gamma de molt alta energia procedents d’una explosió estel·lar coneguda com nova recurrent a la Via Làctia. Els resultats d’aquestes observacions i els nous descobriments sobre aquestes explosions s’han publicat en un article de la revista Nature Astronomy firmat per un equip internacional en què destaquen els experts Josep Maria Paredes, Marc Ribó i Edgar Molina, de la Facultat de Física, l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

El resultat d’aquest treball identifica les noves com un nou tipus de font de raigs gamma de molt alta energia. «Aquest esdeveniment és el primer que es percep en aquest rang d’energia i permet comprendre millor aquesta classe d’erupcions i el seu paper potencial en la producció dels misteriosos raigs còsmics que habiten la Via Làctia», explica el catedràtic Josep Maria Paredes, director del Departament de Física Quàntica i Astrofísica de la UB.

Un nou tipus de font de raigs gamma d’alta energia

La fi d’una estrella després de morir depèn de la seva massa. D’aquí a uns 5.000 milions d’anys, quan el Sol s’esgoti, s’expandirà fins a convertir-se en una estrella gegant vermella, per col·lapsar després en un cadàver estel·lar conegut com nana blanca. Aquests romanents estel·lars són molt densos, i en determinades circumstàncies poden produir grans explosions. En sistemes binaris en què la nana blanca tingui com a companya una estrella gegant vermella, l’hidrogen provinent de les capes més externes de la gegant vermella pot sucumbir a l’atracció gravitacional de la nana blanca i acumular-se a la superfície d’aquesta última.

Aquest «vampirisme» d’una nana blanca respecte d’una estrella en fase activa té com a conseqüència una explosió nuclear a la superfície de la primera, «que fa que aquesta expulsi la major part de l’hidrogen i els productes de la fusió cap a l’espai interestel·lar, a velocitats que estan entre uns 2.000 i 4.000 quilòmetres per segon», comenta Marc Ribó, catedràtic del departament esmentat, vicecoordinador de Física de MAGIC i director de l’Observatori del Montsec.

Aquest tipus d’explosió és molt lluminosa —pot ser fins a 100.000 vegades més brillant que el nostre Sol— i es coneix com nova. «Si el cicle de transferència de material entre les dues estrelles comença de nou, es pot reiniciar el procés, que en el futur desembocarà una altra vegada en una explosió: són els sistemes coneguts com a recurrents», detalla Edgar Molina, també membre de l’equip de l’ICCUB que treballa en la col·laboració dels telescopis MAGIC.

És el cas de la nova RS Ophiuchi, l’alerta d’explosió de la qual es va rebre el 8 d’agost de 2021. En aquell moment, es va activar un ampli dispositiu de seguiment. «L’erupció d’RS Ophiuchi és un esdeveniment emissor de raigs gamma molt rar al cel: és la nova més lluminosa i amb el flux més alt detectada fins ara en el rang d’energia dels raigs gamma, i la vam observar just a temps», afirma Rubén López-Coto, investigador de l’INFN de Pàdua i l’IAA-CSIC de Granada, un altre dels autors principals del treball. Una sèrie d’observacions van seguir a la inicial, i van fer que aquesta nova fos la primera detectada en un rang d’energia tan ampli, tant des de la Terra com des de l’espai. El 9 d’agost, la col·laboració MAGIC va fer servir el seu sistema bessó de telescopis Txerenkov, ubicat a l’Observatori del Roque de los Muchachos, a l’illa de La Palma, per observar en la direcció d’RS Ophiuchi, en què va identificar la font de raigs gamma.

Gràcies a les excel·lents condicions d’observació a La Palma, a la ràpida reacció de la col·laboració MAGIC i a la seva alta sensibilitat, la nova es va poder detectar a energies 100.000 milions de vegades més grans que la de la llum visible. «Aquest treball ha identificat les noves com un nou tipus de font de raigs gamma de molt alta energia. S’ha obert, per tant, una nova línia de recerca en l’astronomia de raigs gamma de molt alta energia», afegeix Alicia López-Oramas, investigadora de l’IAC, i també una de les autores principals d’aquest treball.

Les noves, acceleradors còsmics de protons

Juntament amb les dades en altres longituds d’ona —entre les quals s’inclouen observacions òptiques fetes amb el telescopi Joan Oró de l’Observatori del Montsec—, l’equip de recerca va ser capaç de revelar un fet nou: l’explosió de la nova va produir l’energia suficient per crear fortes ones de xoc en el medi que envoltava el sistema estel·lar. Aquestes ones de xoc són les encarregades d’accelerar les petites partícules subatòmiques presents en el medi interestel·lar fins a velocitats properes a les de la llum. En el cas de la nova RS Ophiuchi, el model que descriu millor les observacions de MAGIC i d’altres telescopis afirma que els raigs gamma de molt alta energia els produeixen protons, partícules carregades positivament que constitueixen els nuclis d’àtoms d’hidrogen.

Les erupcions de noves produeixen menys energia que les de les seves cosines, les supernoves, en què una estrella mor en una explosió catastròfica. No obstant això, també són molt més freqüents. Els resultats obtinguts pel grup de la col·laboració MAGIC i els seus col·legues indiquen que, malgrat que la majoria dels raigs còsmics que permeen la Via Làctia es generen en altres fonts, les noves poden ser sorprenentment eficients accelerant protons al seu voltant.

«Des de fa algun temps, MAGIC ha estat seguint explosions de noves sense èxit. És gratificant quan veus que l’esforç val la pena i que aconseguim obrir noves finestres que porten un coneixement més profund del nostre Univers», puntualitza Óscar Blanch, portaveu de la col·laboració MAGIC. «És el fruit del treball de moltes persones», conclou.

Per entendre per complet la complicada relació entre esdeveniments violents en el medi interestel·lar de la Via Làctia, seran necessàries més observacions com les presentades en aquest article. Per això, la col·laboració MAGIC continuarà la vigilància celestial de romanents estel·lars a la Via Làctia i en altres galàxies.

La comunitat espanyola participa a MAGIC des dels seus inicis. Actualment, en són membres l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), el Centre de Recerques Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques (CIEMAT), l’Institut d’Astrofísica de les Canàries (IAC), l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), la Universitat Complutense de Madrid (UCM) i l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA). L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) participa en aquest projecte a través d’investigadors de les unitats de l’ICCUB i el Centre d’Estudis i Recerca Espacials (CEREs-UAB). A més, el centre de dades de MAGIC és el Port d’Informació Científica (PIC), una col·laboració de l’IFAE i el CIEMAT.

 

Article de referència:

MAGIC Collaboration et al. “Proton acceleration in thermonuclear nova explosions revealed by gamma rays”. Nature Astronomy, abril de 2022. Doi: 10.1038/s41550-022-01640-z.

 

Video (superbossa.co /MPP)

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • ??? peu.flickr.alt ???
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona