El Observatorio Espacial Herschel estudia el “polvo de estrellas” generado por la supernova 1987A

Decía Carl Sagan que “somos polvo de estrellas” porque todos los elementos químicos más pesados que el helio, como el carbono o el oxígeno de nuestro cuerpo, se formaron en el interior de estrellas que estallaron como supernovas y que los repartieron dentro de nuestra galaxia como polvo interestelar. El Observatorio Espacial Herschel, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), ha estudiado el polvo interestelar producido por la supernova 1987A (que explotó en la Gran Nube de Magallanes (LMC), una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea). Esta estrella emitió una inmensa cantidad de polvo interestelar, entre 0,4 y 0,7 masas solares, y sigue inyectando en la LMC unos 0,001 masas solares al año. Extrapolando este resultado a otras supernovas de tipo II, en LMC ocurre una cada 300 años, se observa que gran parte del polvo que contiene esta galaxia satélite de la Vía Láctea pudo tener su origen en explosiones de supernovas. En nuestra galaxia, donde se producen unas  dos supernovas por siglo, se estima que las supernovas de tipo II producen una inyección de polvo interestelar de 0,01 masas solares al año, demasiado poco para explicar todo el polvo observado en nuestra galaxia, aunque suficiente para explicar una parte substancial del mismo. Nos lo ha contado Christopher F. McKee, “Astronomy: Let There Be Dust,” Perspective, Science 333: 1227-1228, 2 September 2011, que se hace eco del artículo técnico de M. Matsuura et al., “Herschel Detects a Massive Dust Reservoir in Supernova 1987A,” Science 333: 1258-1261, 2 September 2011.

La explosión de la supernova 1987A el 23 de febrero de 1987 fue todo un hito histórico. Era la supernova más cercana observada en la Vía Láctea y la primera oportunidad para que los astrónomos modernos pudieran ver de cerca una supernova de tipo II. El 23 de agosto de 2011 se ha observado una joven estrella a punto de explotar como supernova de tipo Ia, PTF 11kly, en la galaxia espiral Messier 101 (M101, NGC 5457 o galaxia del Molinete), a solo 25 millones de años luz (8 megaparsecs) en la constelación de la Osa Mayor; esta nueva supernova será la más cercana a nosotros desde que se observó a 1987A, que se encuentra a 168.000 años luz (51,4 kiloparsecs). La nueva supernova, por primera vez, está siendo observada justo antes del momento álgido de la explosión, que será el próximo 7 de septiembre. De hecho, el 27 de agosto el Telescopio Espacial Hubble observó a PTF 11kly y obtuvo su espectro ultravioleta. Sin lugar a dudas, esta supernova será la noticia estrella de la semana que viene.

Volviendo a la noticia objeto de esta entrada, la estrella progenitora de la supernova 1987A, la supergigante azul Sanduleak -69° 202, se estima que tenía una masa de entre 18 y 22 masas solares. Gran parte de esta masa fue eyectada por la estrella antes de explotar como supernova (la eyección se inició unos 20 000 años antes de la explosión). En la actualidad se observa un precioso anillo en expansión debido a la onda de choque producida por la explosión cuya masa se estima en solo unos 0,06 masas solares. Este anillo presenta puntos brillantes, cual perlas en un collar, cuya explicación todavía no se conoce.

Herschel observó a SN 1987A el 30 de abril y el 5 de agosto de 2010 utilizando dos de sus instrumentos (PACS y SPIRE) en cinco bandas espectrales. SN 1987 A se encuentra en una región en la que hay poco polvo interestelar. Se estima que su estrella progenitoria eyectó unas 8 masas solares durante su fase de supergigante azul anterior a la explosión como supernova. La composición de dicho polvo interestelar no corresponde al observado por Herschel, por lo que se cree que ha observado en su lugar solo el polvo emitido tras la explosión. Las estimaciones dependen del modelo teórico utilizado pero indican que la supernova eyectó entre 0,4 y 0,7 masas solares de polvo en la explosión. Esta cantidad es suficiente para explicar la cantidad de polvo observado en LMC (donde ocurre una supernova de tipo II cada 300 años). Aplicando esta estimación al polvo observado en las galaxias con alto corrimiento al rojo, se observa que la cantidad observada es suficiente para explicar gran parte del mismo. Por ello, se confirma que las supernovas parecen ser la contribución más importante al “polvo de estrellas” observado en las galaxias. El “polvo de estrellas” del que tú y yo estamos hechos.

El espectrómetro infrarrojo del telescopio espacial Herschel ha dejado de funcionar

Dibujo20090912_Herschel_space_telescopeEl espectrómetro infrarrojo HIFI del telescopio espacial Herschel de la ESA se suponía que estudiaría la química de los gases en los que se forman las estrellas. El 3 de agosto, por causa desconocida, HIFI se apagó. El 14 de agosto se publicó que la causa era un fallo de corriente eléctrica en la instrumentación de control. Frank Helmich, investigador principal del HIFI,supone que la colisión de un rayo cósmico muy energético fue la causa del fallo. ¡Qué mala suerte! (“That really would be a case of bad luck,” dice Helmich). Nos lo cuenta Katharine Sanderson, “Herschel glitch could force a switch to backup electronics. Space telescope suffers instrument delay,” Nature, Published online 14 September 2009. También nos lo cuentan en “Setback HIFI,” SRON News, 4 September 2009.

El instrumento HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) es un espectrómetro infrarrojo de alta resolución que utiliza un solo píxel y que ha sido diseñado para detectar los átomos y moléculas en las nubes de gas en las regiones en las que se nacen las estrellas. HIFI fue probado en julio y funcionaba perfectamente. Pero un fallo puede ocurrir en cualquier momento, por ello, este instrumento tiene un sistema de alimentación eléctrica redundante que podría sustituir al sistema dañado. Sin embargo, el equipo HIFI no ha logrado todavía poner en marcha dicho sistema de backup. Cada día que pasa las esperanzas en lograrlo se desvanecen. Aún así, Peter Roelfsema, manager del proyecto HIFI, es optimista y cree que lograrán resolver el problema estudiando la réplica del HIFI que tienen en el Instituto Holandés de Investigación Espacial (SRON). Todos deseamos que lo logren.

Herschel actualmente está en fase de verificación de sus tres instrumentos científicos, aparte de HIFI, están SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) y PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer). A mediados de octubre esta fase de pruebas finalizará y Herschel empezará a realizar observaciones que serán utilizadas en estudios científicos.  Por cierto, los científicos siempre son optimistas y los científicos de SPIRE están muy contentos porque el tiempo de pruebas que HIFI no está utilizando lo están aprovechando ellos para acelerar las pruebas de SPIRE. El tiempo a todo reloj es así, el que unos pierden, otros lo ganan.

Para los interesados hay que recordar que SPIRE y HIFI son instrumentos complementarios. SPIRE detecta regiones de interés y HIFI las estudia en detalle. Si al final HIFI no puede volver a ser arrancado, será una gran pérdida para la misión Herschel. Aún así, el show tiene que continuar.