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Miércoles, 30 julio 2014
Astrofísica

Una supernova de sobremesa creada mediante láseres

Usando rayos láser de alta potencia, se ha conseguido recrear a pequeña escala en un laboratorio el mismo tipo básico de explosión que sufren las estrellas en fase de supernova, la fase que supone su destrucción total como tales y a veces el nacimiento de un agujero negro. Poder recrear una supernova en el laboratorio abre un nuevo y prometedor camino en las investigaciones astrofísicas.

 

A menudo, una estrella explota como supernova cuando su núcleo se desploma sobre sí mismo, lanzando una onda de choque que llega a propagarse a varios años-luz de distancia en tan sólo unos pocos cientos de años. Pero dichas explosiones no son todas iguales, y algunas, como la que generó a Casiopea A, una "nube de escombros" o remanente de supernova, muestran formas irregulares desconcertantes, compuestas por "nudos" y "trenzas".

 

En un intento de investigar qué puede generar estas formas peculiares, el equipo internacional de Jena Meinecke y Gianluca Gregori, ambos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, ha ideado un método para estudiar las explosiones de supernova en el laboratorio en vez de tener que observarlas exclusivamente en el espacio.

 

Puede parecer sorprendente que un experimento de laboratorio de "sobremesa" que cabe dentro de una habitación normal pueda usarse para estudiar objetos astrofísicos que tienen años-luz de diámetro. Sin embargo, tal como argumenta Gregori, las leyes de la física son las mismas en todas partes, y los procesos físicos a una escala se pueden reproducir a otra menor, de la misma manera que las ondas en un cubo o balde se pueden comparar con las olas en el océano. Por tanto, los experimentos con esta nueva técnica pueden complementar las observaciones de eventos tales como la explosión que generó a Casiopea A.

 

La explosión que generó a Casiopea A fue vista por primera vez hace unos 300 años en la constelación de Casiopea, a 11.000 años-luz de distancia, lo cual implica que su luz ha viajado durante 11.000 años hasta llegar a nosotros. Las imágenes ópticas de la explosión revelan rasgos irregulares "nudosos" y hay intensas emisiones de radio y de rayos X asociadas a estos. Aunque no se sabe con certeza qué crea estos fenómenos, una posibilidad es que la explosión atraviese una región del espacio que está llena de densos "grumos" o nubes de gas.

 

[Img #21369]

 

Para recrear una explosión de supernova en el laboratorio, el equipo utilizó el láser Vulcan, del Laboratorio Rutherford Appleton, dependiente del STFC (Science and Technology Facilities Council), en Oxfordshire, Reino Unido. Los científicos comenzaron enfocando tres haces láser contra una varilla de carbono, no mucho más gruesa que un cabello, en una cámara llena de gas a baja densidad.

 

La enorme cantidad de calor (millones de grados centígrados) generado por el láser hizo que la varilla explotara creando una onda de choque que se expandió a través del gas de baja densidad. En los experimentos, los densos cúmulos o nubes de gas que rodean a una estrella que explota fueron simulados introduciendo una rejilla de plástico.

 

El experimento demostró que a medida que la onda de choque atravesaba la rejilla se volvía irregular y turbulenta, como en las imágenes de Casiopea. El equipo constató que el campo magnético es mayor con la rejilla que sin ella.

 

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