Medición de la expansión de la nebulosa Cangrejo.

Exclusivo para Infobservador

La nebulosa Cangrejo fue detectada por primera vez por John Bevis en 1731, y luego independientemente por Charles Messier el 28 de agosto de 1758, pensando que era un cometa. Al notar que estaba fija, la clasificó como M1, el 12 de septiembre de 1758.

En 1844, Lord Rose, con su gran telescopio -para la época-, la apodó “Nebulosa Cangrejo” por su forma y estructura.

Algo después, a principios de 1900, varios investigadores reconocieron en fuentes históricas del siglo XI, que hubo una estrella "nueva" (se la vio explotar, en realidad) en el año 1054. Muchos de esos registros, fundamentalmente chinos (el Sung hui-yao por ejemplo), fechan el evento el 4 de julio de 1054.

Además, son tan precisos que permiten determinar cerca de cual estrella "fija" ocurrió. Así, se pudo saber sin lugar a dudas que la nebulosa del Cangrejo, era el resultado de la explosión de esta estrella; los restos de la explosión, ocurrida casi mil años antes.

Dibujo de Lord Rose de 1844, que le dio su nombre.

Posteriormente, en la década de 1960, se descubrió una estrella pulsante en ondas de radio, de variación muy rápida, en el interior del Cangrejo, practicamente en su centro. Hoy se sabe que es el núcleo de la estrella que exploto. Se lo denomina pulsar.

Se intento (y logró) medir en placas fotográficas, la expansión de la nebulosa. De hecho, aquí puedes ver un video hecho con tres imagenes tomadas en 1951, 1991 y 2012, donde claramente se ve la expansión.

El problema

La idea fundamental era que midiendo la tasa de expansión anual, y aun no sabiendo cual es la velocidad real, se podría calcular cuando explotó, para confirmar que fue en 1054. Una simple regla de tres. Nada mas fácil.......

El pequeño problema es que no da.

No hay dudas de que la nebulosa de Cangrejo es el remanente de la supernova. Sin embargo, al hacer las mediciones, siempre indica que debería haber ocurrido como promedio en el año 1240....

Las mediciones

Para no quedarme con la duda, también hice una serie de mediciones. Usando dos fotos de 1951 y 1991, pude medir la expansión en ese periodo, y dividiendo el segmento hasta donde llego, daría el tiempo.

los números representan los lugares medidos. Las estrellas con un circulo amarillo fueron tomadas como referencia. Obviamente hay un gran error en la medición, por que los limites de la nebulosa no son muy precisos.  Los puntos rojos representa la medición de 1951, y el azul, de 1991. Las lineas verdes son los vectores trazados uniendo los dos puntos. Idealmente deberían coincidir todos en el centro, pero los errores hacen que no suceda, aunque el centro del polígono que se forma con estas lineas (marcado en celeste), coincide con la posición del pulsar.

En base a estas mediciones, se puede hacer la siguiente tabla:

La primer columna es el numero de identificación de la imagen anterior. La siguiente es un ángulo arbitrario, alrededor de M1. La distancia al centro es la distancia entre el punto central de la nebulosa, donde se encuentra el pulsar (el resto del núcleo de la estrella que exploto), y la máxima distancia alcanzada. Delta es la deferencia entre las posiciones de 1991 y 1951, estos dos últimos valores están dados en milímetros.

Se pueden trazar los gráficos de expansión siguientes:

Gráficos de expansión. Las lineas verticales naranjas representan el lugar de eje mayor de la nebulosa y las amarillas el eje menor. Evidentemente fue una explosión asimétrica, y por eso la forma elongada.

Las fechas de la explosión

Varios autores han hecho estas mediciones. Todas dan diferente (es difícil medir con precisión un objeto nebuloso), pero siempre es después de 1130....

Como puede ser?

La única explicación sencilla es: la nebulosa ha sufrido una aceleración en algún momento de su formación, en estos mil años.

Si la aceleración fuera constante durante todo el periodo, se requiere que solo sea de 0,0042 cm./ seg2, con una velocidad inicial de 630 km / seg. Actualmente, se expande a 1500 km/seg promedio (va de 1100 a 2000 km/seg).

Igualmente los mejores modelos predicen una expansión acelerada solo al principio, poco después de la explosión, con una transferencia de momento angular a la nebulosa de parte del pulsar central. Los mecanismos todavía no son claros. También es posible que el pulsar girando libere grandes cantidades de energía que la aceleraron en ese momento.

Seria posible aclarar un poco el asunto viendo otras explosiones de estrellas para comparar, pero lamentablemente son muy pocas las supernovas históricas registradas (es necesario tener la fecha exacta de cuando se la vio), y son muy difíciles de ver sus restos actualmente.

Los otros remanentes (restos) no son tan brillantes como el de M1 (que de hecho es el único remanente de supernova visible con telescopios pequeños), así que todavía no puede saberse si esta expansión acelerada es común a todos estos objetos o la Nebulosa Cangrejo es una rareza....