La setmana passada es va publicar una nota de premsa sobre un treball acabat de publicar a la revista nord-americana The Astrophysical Journal. Fins ací, cap novetat, perquè totes les setmanes tenim notes de premsa de resultats més o menys interessants. Si m'ature en aquest cas és per la seua relació directa amb l'arrel d'aquest blog: l'Univers és violent. Els autors del treball ens parlen d'un perill extra-terrestre que havíem subestimat: les supernoves. Un altre.

Fins ara, la llista de perills per a la vida en un planeta amb biosfera funcional incloïa les explosions estel·lars més potents conegudes com erupcions de raigs gamma (gamma-ray bursts) a distàncies de menys d'alguns milers d'anys llum, i les explosions més comunes, supernoves, a distàncies menors d'una trentena d'anys llum. Segons l'article publicat la setmana passada, aquesta distància podria ser molt optimista en el cas de les supernoves: les observacions en raigs X amb satèl·lits han permès revisitar aquesta idea i fan pensar en un escenari més perillós. En definitiva, podríem situar l'article en el gènere del terror científic.

Ara que tenim el què, passem al com. Vam explicar que a les ones de xoc generades per explosions estel·lars poden ser l'origen de part dels raigs còsmics. A més, aquestes regions en expansió són brillants en quasi tot l'espectre electromagnètic, i també en altes energies. Ací és on està el perill per a la vida: la radiació X i gamma podria destruir la capa d'ozó d'una atmosfera planetària. Sense ozó, la radiació ultraviolada travessaria aquesta capa fàcilment, arribant a la biosfera.

Vivim envoltats de radiació electromagnètica però la realment perillosa és la capaç d'ionitzar àtoms, destruir molècules. La radiació ultraviolada, els raigs X i els raigs gamma poden alterar cèl·lules i produir tumors, o directament cremar-nos a les energies més altes. De la banda òptica en avall (energies més baixes), la radiació és innòcua. Altrament, no n'hi hauria vida al planeta. De primer d'empirisme.

Tanmateix, no és suficient amb que les supernoves emeten radiació d'altes energies. Aquesta ha de ser continuada en el temps i suficientment intensa com per alterar l'atmosfera i afectar seriosament la biosfera. Si l'explosió ocorre lluny, o si no és suficientment potent (això depèn del tipus d'estrella), pot quedar tot en una alteració més o menys rellevant de l'atmosfera. El que els autors han descobert és que l'emissió en raigs X de les supernoves és més intensa del que s'havia pensat durant una fase posterior a la inicial. La clau està en que per a un cert tipus de supernoves, l'ona de xoc topeta amb un medi més dens de l'habitual, producte de l'acumulació de material ejectat per pulsacions violentes de l'estrella anteriors a l'explosió.

Aquesta etapa de col·lisió amb un medi dens genera un augment considerable de la producció energètica, més que no s'havia tingut en compte. L'impacte s'iniciaria temps després de l'explosió inicial, en arribar l'ona de xoc a aquesta regió d'alta densitat. Encara pitjor, podria tindre una durada suficientment llarga com per afectar una atmosfera com la terrestre de manera profunda.

Els càlculs que fan els autors indiquen que un cas així podria produir efectes letals a distàncies de fins a 180 anys-llum en els casos més extrems, depenent de la potència de l'explosió. A més de la potència, un altre factor important i poc o gens ben determinat és el de la intensitat de la radiació necessària per fer malbé una atmosfera, que també influeix en el càlcul de la distància de perill.

Els autors proposen cercar registres geològics que puguen revelar episodis d'aquest tipus en el passat, atès que el Sol es troba un una bombolla relativament calenta i de baixa densitat probablement creada per dues o tres explosions estel·lars properes en el passat. També especulen sobre la possibilitat que aquestes supernoves hagen influït de manera rellevant en l'evolució de la vida al nostre planeta.

I ara, la pregunta evident: quina és la probabilitat que això torne a passar? Quant de temps ens resta? No cal patir massa per això, per un doble motiu: per una banda, les estrelles que exploten com supernoves tenen vides molt més curtes que l'edat actual de la galàxia, i, per l'altra, només se'n produeixen de noves amb certa freqüència en llocs on hi ha formació estel·lar activa, i no és el cas en la rodalia del Sol. El nostre entorn més proper és, en aquest sentit, una bassa d'oli. Trobarem, però, nous perills en la galàxia que ens pogueren afectar? Romandrem atents a la literatura científica de terror.

Quan era un xiquet, al meu poble sentia molt el verb 'acaçar' amb el significat de perseguir amb insistència i decisió. Les mares acaçaven els fills que no creien, i el guarda acaçava els petits dimoniets que corrien fent el trapella pels camps. Trobe que la persistència que ens suggereix el mot és molt adient a l'actitud dels astrofísics que perseguien evidències de l'existència de forats negres en la segona meitat del segle XX.

Fins fa ben poc (un parell de dècades), les evidències recollides eren ben bé totes indirectes. Recordem la idea que vam explicar en l'entrada anterior: teòricament, la caiguda de matèria en un forat negre generaria una intensa producció energètica que hauria de ser emesa en forma de radiació electromagnètica –o, si més no, una part de la producció. Resseguint aquesta idea, el primer pas evident era observar amb atenció regions del cel conegudes per emetre radiació d'alta energia.

Un incís evident: això només va poder començar a fer-se quan els primers observatoris de raigs X van ser posats en òrbita. La radiació X no penetra l'atmosfera, de manera que l'única manera de detectar la que prové del cosmos és mitjançant observatoris en òrbita. I, tal com hem explicat, el descobriment dels raigs X d'origen extraterrestre va vindre de la mà de l'espionatge durant la Guerra Freda.

També calia un altre ingredient que també vam introduir en l'entrada anterior: la compacticitat. I com podem saber les dimensions de la regió emissora? Mitjançant la variabilitat de la intensitat de la radiació. Els detectors de radiació X responen a l'arribada de la radiació i la seua resposta depèn de la intensitat d'aquesta. Així, si observem una regió del cel durant un temps determinat, sabrem si l'emissió és constant o canvia amb el temps. Els canvis, de produir-se, han d'estar provocats per processos físics. A més, qualsevol procés físic ha de produir-se mitjançant transmissió d'informació i aquesta transmissió està limitada per la velocitat de la llum. Per tant, de les escales típiques de variació d'intensitat, t, podem deduir que la grandària de la regió és aproximadament igual o menor que c·t, amb c la velocitat de la llum.

Ja tenim els primers requeriments per acaçar sospitosos. Seguim. En la constel·lació del Cigne (visible des de primavera a tardor i imperator zenital de les nits d'estiu) n'hi havia una font que recollia aquests prerequisits: Cygnus-X 1. Betty Louise Webster i Paul Murdin van recollir informació d'una estrella brillant que semblava ser o estar a prop de l'origen de la radiació variable en raigs X.

Cal apuntar que les observacions en raigs X tenien una resolució molt menor que en l'òptic, i per tant no es podia fer un mapa de la regió en aquesta banda, sinó que només se sabia que la radiació venia d'allà i apareixia com un punt brillant de raigs X. Res més.

Van observar com la llum rebuda de l'estrella oscil·lava cap al blau i cap al roig de manera regular, és a dir que es movia apropant-se i allunyant-se de nosaltres. El moviment responia perfectament a les lleis de Kepler, és a dir, a l'esperat d'un moviment orbital. Entorn de què? Webster i Murdin van fer notar que no observaven cap objecte en el lloc on se suposava que havia d'estar per tal d'exercir la força gravitatòria sobre l'estrella. Cap objecte; res. Vet ací per tant la primera evidència indirecta de l'existència real dels forats negres: radiació d'alta energia, variabilitat ràpida que indica regions emissores compactes, i cap mena d'observació directa. El treball va ser publicat a la revista Nature l'any 1972.

L'atent/a lector/a estarà pensant que si l'estrella emet en la banda òptica (telescopis), aleshores d'on prové la radiació X? Aquesta radiació es produeix en l'entorn de l'objecte compacte, produïda per la pèrdua d'energia de la matèria que hi cau (vegeu l'entrada anterior). I, segur que és un forat negre? Deixem aquesta pregunta, la resposta a la qual encara acacen els científics, per a una altra ocasió.