En les entrades anteriors (binàries I i binàries II) vam parlar de casos en què les dues estrelles de la binària tenen baixa massa. Movem una miqueta la cosa cap a masses més altes. Si les dues estrelles tenen una massa superior a unes 8 masses solars, la més massiva arribarà a esclatar com una supernova abans que l'altra. El romanent de l'explosió pot ser una estrella de neutrons o un forat negre. Si és el primer cas, i la companya també és massiva, podem trobar una situació peculiar. D'aquestes, en coneixem ben poques, cinc, si no recorde malament, a la nostra galàxia. Parlem d'una d'elles.
La constel·lació de Cassiopea forma una mena de W als cels d'estiu i tardor. Si gaudim d'un bon cel veurem que està situada sobre el fons blanquinós de la Via Làctia. Això significa que en la direcció d'aquesta constel·lació estem mirant cap al disc de la nostra Galàxia. Com a conseqüència evident, en la regió del cel que ocupa Cassiopea trobarem tot d'objectes típics que hi ha a les galàxies: cúmuls d'estrelles joves i blaves, núvols de gas, i molts estels amb diferents característiques (color, massa, edat...).
Un dels objectes que s'hi troben és una estrella massiva, molt brillant, que presenta una forta variabilitat en l'òptic. L'astronomia de raigs gamma ha identificat aquest objecte com un dels cinc objectes estel·lars de la galàxia amb forta emissió gamma, també variable. El seu nom és LS I +61 303, on LS respon a les inicials Luminous Stars del catàleg d'estrelles brillants.
En realitat, l'estrella que veiem en l'òptic no està sola. Es tracta d'una estrella binària on un membre de la parella és l'estrella d'alta massa i l'altra és un objecte compacte (l'estrella de neutrons, un púlsar en aquest cas, que hem nomenat al primer paràgraf). Aquesta conclusió s'extreu de les propietats de la llum observada de l'estrella, diguem-ne, 'normal', visible en l'òptic i de les variacions periòdiques d'aquesta llum. Així, sabem que el període orbital és de 26.4 dies, aproximadament (sent l'objecte compacte el que té una massa menor). A més, s'estima que la distància que separa els dos objectes és del ordre de la que n'hi ha entre Mercuri i el Sol.
Tot i que en els darrers anys s'han considerat i debatut diferents hipòtesis per explicar la radiació gamma d'aquest objecte, sembla que les darreres observacions n'afavoreixen una amb major probabilitat: Les estrelles amb masses altes (més de 10 masses solars) solen tindre vents1 molt potents, molt més que el del nostre Sol. A causa de l'alta velocitat de rotació a l'equador de l'estrella, el vent genera un disc de gas que l'envolta (imatge superior). El disc generat per aquestes estrelles pot ser tan gran que l'objecte compacte el travesse en algun punt de la seua òrbita. A més, el disc pot ser brillant i ser responsable d'una fracció no menyspreable de la llum que rebem de l'estrella. D'aquesta manera, cada vegada que l'objecte compacte travessa el disc, el que ocorre dues vegades al llarg de l'òrbita, el destrueix, provocant una caiguda de la brillantor en l'òptic.
La radiació d'alta energia, radiació gamma, deu ser provocada, segons aquest model, per la interacció entre el vent i el disc de l'estrella massiva amb el vent de la de neutrons. Al contrari que el vent de l'estrella massiva, lent i dens en termes relatius, el de la darrera és molt diluït i té velocitats properes a la de la llum. L'emissió gamma és també variable, segurament degut als canvis en aquesta interacció provocats per les irregularitats del vent de l'estrella. A més, la interacció amb el seu disc ha de ser molt més intensa que no la que ocorre amb el vent menys dens en altres punts de l'òrbita. Els detalls d'aquesta interacció són objecte d'estudi en l'actualitat per diferents grups arreu del món. Entre d'altres, el nostre grup a València, dintre d'una col·laboració amb col·legues de la Universitat de Barcelona.
Encara que soc conscient que heu passat el mes de novembre rumiant sobre què passava en el relat de la Franja, i que em sap greu, diverses ocupacions m'han mantingut allunyat de donar-vos-en resposta. Ací la teniu.
La Franja representa una banda de llum que ocupa el cel del planeta en què ocorre el relat. La Franja és en realitat un doll de partícules i camps magnètics que travessa la galàxia hoste. Les partícules carregades i accelerades (per exemple, per un camp magnètic) emeten radiació. Si la velocitat de les partícules és baixa comparada amb la de la llum, aquesta emissió és isòtropa. En aquest cas, qualsevol observador observaria/rebria, en condicions ideals, la mateixa intensitat de radiació, independentment de la seua posició relativa a la direcció de propagació de la partícula emissora. N'hi hauria efectes que podrien alterar la freqüència d'observació (efecte Doppler), o també la intensitat, depenent de l'absorció que patisca la radiació en el seu trajecte fins a l'observador. Ara, com diem, en condicions ideals la intensitat rebuda seria la mateixa.
En els escenaris astrofísics d'alta energia, les partícules assoleixen energies molt elevades, amb velocitats properes a la de la llum. En aquest cas, la posició de l'observador és crítica. Tal com ens diu la relativitat especial, la percepció comparada de l'espai i el temps es distorsiona quan la velocitat relativa entre observadors arriba a aquests valors. Així, si seguérem sobre la partícula, percebríem que la radiació és emesa de manera isòtropa. Per contra, si l'observem des d'algun punt de la galàxia, com un planeta, mesuraríem que la radiació emesa ho seria principalment en la seua direcció de propagació. Ho podem dir d'una altra manera: la radiació es concentra en un con, en la direcció de propagació de la partícula.
Com a resultat, els dolls relativistes ens semblen molt més brillants si els observem amb angles petits, mentre que ens semblen més febles si els observem des d'angles més grans. Des de la perspectiva del planeta del relat, això és fonamental per al manteniment de la vida, tal com ara explicaré.
Per una banda, les estrelles orbiten el centre de les seues galàxies, amb períodes de rotació de l'ordre de centenars de milions d'anys. Per l'altra, els dolls ocupen un volum reduït a un con d'ejecció en què es concentra la major part de la radiació emesa. Podem suposar perfectament que la vida en el planeta del relat començara a gestar-se abans de la formació i propagació del doll. També que en els milions d'anys que requeriria el desenvolupament d'una espècie 'conscient' el sistema planetari es trobara fora del con.
Si en la seua òrbita l'estrella arrossegara el seu sistema dins del con que defineix el doll, patiria un greu augment de la intensitat de la radiació rebuda. Atés que en la base del doll s'hi produeix radiació gamma en quantitats considerables, podem fer una pensadeta sobre els efectes que això tindria en l'atmosfera d'un planeta.
Diversos treballs han apuntat que les erupcions de raigs gamma d'estrelles properes podrien destruir la coberta atmosfèrica de la biosfera d'un planeta. Els efectes sobre la vida superficial serien evidentment catastròfics. També n'hem parlat en aquest blog. En el cas de les estrelles, l'emissió gamma és enorme, però puntual. En el cas dels dolls, la radiació emesa per unitat de temps és significativament menor. Ara bé, el temps que pot trigar l'estrella a creuar el con i eixir per l'altra banda també pot ser més que suficient com perquè l'atmosfera siga destruïda. I, el que és pitjor, lentament.
El relat especula amb aquesta coincidència tràgica i la presa de consciència a què el professor i l'estudiant arriben. Tot just quan la situació comença a ser crítica. Tot això en un marc social absurdament violent. Les reflexions que el relat puga suscitar al lector, per se o pels paral·lelismes que hi puga trobar, són seues.
