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.  

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.

En les entrades anteriors hem vist com l'Astrofísica es va desenvolupar a partir de les deduccions observacionals de les propietats físiques dels astres, en la banda visible de l'espectre electromagnètic, amb telescopis òptics. En properes entrades, parlarem del desenvolupament de les observacions astronòmiques en tot l'espectre. Tanmateix, ara ens centrarem en un aspecte transversal, com és la interpretació de noves observacions en clau 'marciana'.

Efectivament, la segona meitat del segle XX va ser testimoni d'una eclosió de l'afecció al món de la investigació sobre la possible existència de vida intel·ligent a l'Univers (perquè potser no n'hi ha ni rastre al nostre planeta, com deien els Monty Python). La ciència astronòmica no ha quedat al marge del que podríem anomenar una obsessió social. Ni tan sols l'Univers violent s'ha estalviat les interpretacions a l'ús...

El desenvolupament de la Radioastronomia va ser el principal soci de les interpretacions marcianoides de les noves observacions en aquesta banda. El motiu és ben senzill: les emissions en ràdio es feien servir al nostre planeta amb l'objecte de comunicar punts distants; per tant, la detecció d'emissions en ràdio en l'espai podia ben bé estar associada a emissions d'altres civilitzacions.

Aquest raonament sembla del tot lògic i evident en els caps de les persones d'una època en què allò de les civilitzacions extra-terrestres estava de moda (còmics, pel·lícules, històries a la ràdio, nous descobriments astronòmics...). Tanmateix, i com sol passar en aquests casos, hi sol haver una explicació alternativa que ni tan sols ens passa pel cap de tan capficats com estem en el corrent principal de pensament de la nostra època. Sortosament, la manera en què es treballa en ciència genera una protecció natural enfront del fenomen de la interpretació prematura i esbiaixada. Així, noves observacions i revisions crítiques dels resultats permeten destapar explicacions alternatives i més ajustades.

Per exemple, l'any 1963, amb tota la solemnitat, un grup de radio-astrònoms soviètics, liderats per Nikolai Kardaixov va anunciar la possible detecció de senyals provinents d'una civilització molt avançada tecnològicament. El mateix Kardaixov havia creat una escala per determinar el grau de desenvolupament de les civilitzacions, en funció de la quantitat d'energia que són capaces de generar i gestionar. Les observacions del grup soviètic, punteres en aquell moment, mostraven emissions en ràdio amb uns patrons variables, però intensos. Tot clar, sense dubtes, es tractava emissions amb objectius comunicatius i allò es va fer públic en notòria i solemne roda de premsa. 

En realitat, com es va demostrar més tard, allò que havien descobert era el blàzar, en la nomenclatura actual, CTA 102. Observacions fetes pel mateix grup en els anys posteriors van demostrar que es tractava d'una font astrofísica i no d'una font artificial d'emissions; una galàxia activa situada a milers de milions d'anys-llum de distància, un dels escenaris més violents del nostre Univers.

Al centre de CTA 102 hi ha un forat negre supermassiu, per al qual s'ha calculat una massa de deu mil milions de masses solars. Aquest forat negre incorpora gas que ha estat aportat possiblement per una galàxia satèl·lit caiguda sobre CTA 102. A l'Univers més jove, el que observem a aquestes enormes distàncies, la col·lisió entre galàxies era un esdeveniment relativament freqüent. Així, les galàxies més petites queien sobre les més grans en un procés anomenat 'jeràrquic'. S'entén que eixe gas aportat per les galàxies petites va acabar apropant-se al centre de gravetat de la galàxia activa, on hi ha la bèstia, esperant per engolir-lo.

En resum, no es tractava de marcians, sinó una manifestació brutal d'activitat galàctica... Un altre cas ben conegut, tot i que menys solemne, va ser la indicació que va fer Jocelyn Bell al paper on hi havia les seues dades de la primera detecció d'un púlsar. El pols de la radiació era tan regular que davant la manca d'una altra explicació l'estudianta Jocelyn Bell la va nomenar, de manera jocosa, LGM-1, on LGM és l'acrònim de 'little green men'. Realment, tot i que evidentment els podia passar pel cap aquesta explicació, l'anotació va quedar en anècdota perquè J. Bell i el seu supervisor de tesi, A. Hewish van buscar altres explicacions físiques. Finalment van arribar a la conclusió que el que estaven observant era un estel de neutrons, altament magnetitzat, amb una emissió tipus far en ones de ràdio. Tampoc no hi havia marcians, doncs, sinó una manifestació d'una altra cara de l'Univers violent: les explosions de supernova i la creació d'estrelles compactes, que giren a velocitats altíssimes sobre si mateixos.

Recentment, la dràstica variació en l'emissió d'una estrella a la nostra Galàxia, KIC 8462852 o Tabby's Star (en honor a la seua descobridora), havia estat fruit de l'especulació sobre la possible absorció del flux de l'estel per part d'una civilització avançada. Segons l'escala de Kardashev, les civilitzacions de tipus II serien capaces de controlar i usar l'energia generada per l'estel del seu sistema planetari. Un mecanisme anomenat 'esfera de Dyson' podria servir la civilització per a prendre l'energia de l'estrella, ocultant la seua brillantor a observadors externs, com nosaltres.

També fa poc s'ha especulat amb la possibilitat que un objecte, anomenat Oumuamua, amb trajectòria i morfologia peculiar que passa pel nostre Sistema Solar siga una nau interestel·lar pilotada per éssers forasters, més que no un asteroide. Tanmateix, com sempre, hi ha explicacions alternatives que possiblement seran més encertades, com per exemple la presència d'un conjunt d'asteroides del mateix sistema estel·lar que podrien ocultar l'estrella en el cas de KIC; o una dinàmica complexa, però ben possible, en el cas de l'asteroide-ovni. Aquestes explicacions resulten ser rebudes, injustament, de manera desapassionada, com una aixafada de guitarra, però, no és la naturalesa suficientment engrescadora?

En conclusió, l'obsessió encara ens ronda, potser per la necessitat quotidiana d'adrenalina. Tot plegat, aquestes hipòtesis són perfectament vàlides, però no es poden convertir en certeses que alimenten les nostres addiccions. Sort que en ciència es revisen idees, hipòtesis i resultats de manera crítica i continuada.