SN 1987A
SN 1987A fue una supernova en la Gran Nube de Magallanes, a unos 168 000 años luz de distancia. Su luz alcanzó la Tierra el 23 de febrero de 1987 — y varias horas antes lo habían hecho ya sus neutrinos.
Fue la primera supernova observada con un mensajero distinto de la luz, y el comienzo de la astronomía de neutrinos.
24 sucesos
Tres detectores registraron una señal en el intervalo de unos pocos segundos:
| Detector | Lugar | Sucesos |
|---|---|---|
| Kamiokande-II | Japón | 11 en 13 segundos |
| IMB | mina de sal en Ohio | 8 en 6 segundos |
| Baksan | Cáucaso | 5 |
Veinticuatro sucesos en total. Medido con lo que proporcionarían las instalaciones actuales, eso no es nada — Hyper-Kamiokande espera algunas decenas de miles en el caso de una supernova en nuestra galaxia. Medido con lo que se sabía antes, lo era todo.
Por qué llegaron primero los neutrinos
La ventaja temporal parece a primera vista contradictoria, pero es la mejor prueba a favor del modelo del colapso del núcleo.
Cuando el núcleo de una estrella masiva se derrumba, en fracciones de segundo se forma una estrella de neutrones. La energía liberada en el proceso va en torno a un 99 por ciento a los neutrinos. Estos abandonan la estrella de inmediato, porque apenas interactúan.
La luz, en cambio, solo surge cuando la onda de choque alcanza las capas exteriores de la estrella y las hace brillar. Eso tarda horas.
La ventaja de unas tres horas no es, por tanto, una curiosidad, sino una predicción que se ha confirmado.
Qué pudo deducirse de ello
El balance energético. A partir de 24 sucesos pudo estimarse la energía total radiada en forma de neutrinos. Coincide con lo que la teoría exige para la formación de una estrella de neutrones. Con ello, el modelo del colapso del núcleo ya no era solo plausible, sino medido.
Un límite para la masa del neutrino. Los neutrinos llegaron en el intervalo de unos pocos segundos, aunque tenían energías distintas. Si fueran claramente masivos, los más lentos habrían tenido que llegar apreciablemente después — con 168 000 años luz de trayecto, incluso una masa minúscula tiene efecto. De esa estrechez temporal se siguió un límite superior que en su día figuraba entre los mejores y que hoy KATRIN supera con mucho.
Un límite para la vida media. Que los neutrinos llegaran siquiera muestra que a lo largo de 168 000 años luz no se desintegran.
La sorpresa en la propia estrella
La estrella progenitora pudo identificarse en imágenes más antiguas: Sanduleak −69° 202. Y era una supergigante azul.
Eso contradecía la doctrina de entonces, según la cual las supernovas de este tipo proceden de supergigantes rojas. Hubo que corregir la teoría — un buen ejemplo de que un único suceso puede rectificar todo un modelo.
El objeto que faltaba
Si los neutrinos indican la formación de una estrella de neutrones, allí tendría que haber una. Durante décadas no se la vio: el polvo de la explosión lo tapaba todo.
En 2019, el radiotelescopio ALMA encontró una mancha inusualmente caliente en el lugar esperado. En 2024, las observaciones con el telescopio espacial James Webb añadieron algo más: la ionización de determinados elementos en el centro se explica mejor por la radiación de un objeto compacto.
Con ello se cierra el círculo casi cuarenta años después de los 24 neutrinos.
Por qué no hubo una segunda
Las supernovas de este tipo se producen en nuestra galaxia, según las estimaciones, entre una y tres veces por siglo. Desde 1987, la física de neutrinos espera la siguiente.
Por eso hoy hay varios detectores conectados en una red de alerta temprana. Si más de uno comunica al mismo tiempo un estallido, en cuestión de minutos sale un aviso a los observatorios de todo el mundo — para que esta vez se observen también las primeras horas de la luz.
Términos relacionados
- Astronomía de neutrinos — el campo así fundado
- Masatoshi Koshiba — el responsable de Kamiokande-II
- Frederick Reines — coautor de la construcción del detector IMB
- Hyper-Kamiokande — la preparación para la siguiente
Fuentes
- K. Hirata et al. (Kamiokande-II): Observation of a neutrino burst from the supernova SN1987A, Physical Review Letters 58, 1490 (1987).
- R. M. Bionta et al. (IMB): Observation of a neutrino burst in coincidence with supernova 1987A, Physical Review Letters 58, 1494 (1987).