11.05.2022 - 21:09
Quan estrelles com el Sol consumeixen tot el seu combustible, s’encongeixen per formar nans blancs. De vegades, aquestes estrelles mortes tornen a la vida en una explosió termonuclear i produeixen una bola de foc que emet una intensa radiació de raigs X. Ara, un equip de recerca encapçalat per la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) i del qual forma part Glòria Sala, investigadora del Grup d’Astronomia i Astrofísica de la UPC i de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), ha pogut observar, per primera vegada, aquesta explosió de llum de raigs X.
L’estudi es publica avui a la revista Nature, i tal com explica la investigadora Glòria Sala, les fases inicials de l’explosió d’una nova “ja s’havien previst de manera teòrica: les altes temperatures de l’explosió termonuclear causarien una intensa i breu emissió de raig X. És el que es coneix com a ‘bola de foc’ inicial”. Durant els dies posteriors a l’explosió, l’expansió de la bola de foc causa una davallada de la temperatura que fa que evolucioni cap a una gran esfera de gas més fred, que emet en llum visible i que causa l’aparició de la nova estrella en el cel.
Però, com especifica Glòria Sala, “aquesta fase de ‘bola de foc’ és molt breu i es dóna hores abans de l’aparició de l’estrella al cel. Per tant, detectar els raigs X abans de la descoberta de la font és complicat.” Habitualment, la detecció d’astres amb emissions de raigs X es fa des de satèl·lits als quals se’ls dona l’ordre d’observar en la direcció de la font descoberta. Hi ha, però, algunes missions que tenen com a objectiu fer un mapeig global del cel: és el cas del telescopi de raigs X eROSITA, desenvolupat a l’Institut Max Planck de Física Extraterrestre, que viatja a bord de la missió russo-alemanya Spectrum-X-Gamma, llançada des del cosmòdrom de Baikonur (Rússia) el 13 de juliol del 2019. L’objectiu de la missió és fer un mapa global del cel en raigs X i, per fer-ho, escaneja tota l’esfera celeste cada sis mesos.
Durant el segon mapeig del cel, en concret el dia 7 de juliol del 2020, es va detectar una nova font de raig X extremadament brillant que va durar menys de vuit hores. Una setmana més tard, el 15 de juliol, es va descobrir des de la Terra i en llum visible l’explosió de la Nova Reticuli 2020 (YZ Ret), localitzada a una distància de 2,5 kpc de la Terra (2.500 parsecs, unitat astronòmica de longitud que correspon, aproximadament, a 3 anys llum o 30 bilions de quilòmetres). Això va permetre identificar per primer cop que l’intens flash de raigs X detectat per eROSITA corresponia a la bola de foc inicial de l’explosió de la nova.
Entenent l’evolució de la Galàxia
L’estudi de les explosions de nova permet encaixar algunes de les peces de l’evolució química de la Galàxia i de com s’ha arribat a tenir la varietat i distribució d’elements químics presents al Sistema Solar, després del Big Bang, partint d’un univers inicial amb una composició molt més simple. L’observació des de grans telescopis terrestres, juntament amb l’estudi de les emissions en raigs X i gamma des de satèl·lits i la modelització teòrica a través de models numèrics, permeten de reconstruir els processos detallats que tenen lloc en aquests fenòmens explosius i la seva contribució a l’evolució de la Galàxia.
Per aquest motiu, la detecció de la bola de foc inicial predita pels models és una peça clau per comprovar i ajustar les teories de les explosions estel·lars de nova. Per Glòria Sala, “les característiques de la radiació de raigs X que hem detectat amb eROSITA coincideixen amb el que prediu la teoria per a aquesta fase de l’explosió i confirmen, per tant, que es tracta de la peça del puzzle que estàvem cercant”.
