CURVA DE LUZ DEL ANILLO

     Ahora ya tenemos el diámetro angular del anillo y su inclinación. Se necesita encontrar aún el diámetro real en el plano del cielo, d, para determinar la distancia. La clave para encontrar el diámetro real del anillo está en nuestro conocimiento de la velocidad de la luz.

     Cuando la supernova explota, emite un fogonazo luminoso muy brillante. Este se extiende por el espacio circundante a la velocidad de luz, c. Más tarde, en algún momento, t segundos después de la explosión, el fogonazo iluminará el anillo. Como hemos supuesto que el anillo es circular y supondremos también que su centro coincide con el de la supernova, todas las partes del anillo se iluminarán simultáneamente, si lo viéramos desde la supernova.

El anillo se ilumina. Como ilustra esta animación, la luz procedente de SN1987A alcanza el anillo de materia alrededor de ella y el anillo se ilumina. El anillo alcanzó un brillo máximo aproximadamente 400 días después de la explosión. Fíjate en que incluso aunque la luz alcanza las diferentes partes del anillo a la vez, nosotros vemos iluminadas antes las partes más cercanas (debido a la velocidad finita de la luz). Midiendo el retardo temporal observado, es posible obtener la distancia a SN 1987A. Las imágenes proceden de una secuencia animada hecha por STScI/NASA.

      Pensemos ahora cómo se verá desde la Tierra. Aunque todas las partes del anillo “ven” el fogonazo de la supernova a la vez, nosotros no vemos todo el anillo iluminado simultáneamente, puesto que el anillo está inclinado. La parte del anillo inclinada hacia nosotros parecerá brillar primero, ya que la luz procedente de este punto tiene una distancia menor que recorrer para llegar a la Tierra. Únicamente cuando todo el anillo se ilumina, visto desde la Tierra, la curva de luz alcanzará su máximo. La diferencia entre la distancia de los puntos cercano y lejano del anillo se puede calcular a partir del tiempo transcurrido entre estos eventos en la curva de luz. De este modo, el tiempo transcurrido desde que vemos iluminarse inicialmente el anillo hasta que la curva de luz alcanza su máximo, está relacionado con la diferencia de distancias entre los puntos más cercano y más alejado del anillo.

Tarea 4

     Mide este tiempo t a partir de la curva de luz del anillo de SN 1987A.

     En la siguiente figura se muestra la curva de luz del anillo de SN 1987A.

Curva de luz del anillo. Se muestran medidas de la intensidad total del anillo

según se iba illuminando en los meses siguientes a la explosión de la supernova. 

La intensidad total del anillo comenzó a incrementarse cuando la luz procedente

de las partes más cercanas del anillo llegó a la Tierra. Cuando el anillo se iluminó

por completo (visto desde la Tierra), la curva de luz alcanzó su máximo.  Estas medidas fueron

hechas con el Explorador Internacional de Ultravioleta (IUE) — otro observatorio espacial.

     En la gráfica de la curva de luz del anillo, medimos el tiempo que transcurrió entre el inicio de la iluminación del anillo y cuando alcanza su máxima intensidad, que es cuando el anillo se iluminó por completo. Este tiempo fue de aproximadamente t = 365 días (1 año).

      Si el ángulo de inclinación hubiera sido de 90°, habría sido muy simple relacionar este tiempo al diámetro del anillo. ¿Por qué?

     Para un ángulo de inclinación de 90°, entonces en la Tierra, el anillo se habría visto como una línea. Como la longitud de esta línea sería el diámetro del anillo, entonces el tiempo entre que el fogonazo lo alcanza y se ilumina toda la línea, es el diámetro del anillo entre la velocidad de la luz.