Estimando distancias (IIIª parte)

Pretender aportar algo al siempre escabroso tema de las distancias a galaxias, portadoras de supernovas del tipo Ia, usando "datos de azotea", no deja de ser un "gozoso atrevimiento". Sin embargo, no voy a negar que proporciona un verdadero placer el comprobar cómo los datos de las curvas de luz, obtenidos por instrumental y medios de aficionado, junto con una poca sencilla matemática, permite "confirmar" las distancias a galaxias que con anterioridad, el mundo profesional ha determinado, a veces por cierto, sin mucho acuerdo en los resultados, dado el número de variables que en ocasiones es preciso tener en cuenta.

En los últimos días, mi compañero Juan_Luis González y un servidor, hemos sometido a prueba los datos de la web de ObSN de campañas anteriores (y también con la actual, en la SN 2022hrs, como puede verse en las dos entradas anteriores dedicadas a esta temática) y la relación de Philips. Para ello, hasta la fecha, hemos usado 6 supernovas del tipo Ia (con datos en la banda V) corroborando con poco error -de no más del 10 % respecto de los datos oficiales- las distancias oficialmente estimadas. Algunos ejemplos de esos resultados se han plasmado en la entrada anterior dedicada a este tema.

El último aporte ha consistido en comprobar la relación lineal de Philips entre el máximo absoluto (M) de la supernova (en nuestro caso, en banda V, que es donde tenemos más datos) y el decaimiento de magnitud a los 15 días de ese máximo. Los datos recogidos no dejan lugar a dudas:

La ecuación matemática para la recta obtenida es M = 0,731 · (delta_m) - 20,041, donde los parámetros a = -20,041 y b = 0,731 son muy comparables con los valores originales de la relación de Philips, que fueron a = -20,044 y b = 0,732.

Las SN utilizadas han sido:

SN 2021wuf (NGC 6500)

• Distancia calculada = 135,7 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 137 millones de años luz
• Error = 0,91 %

SN 2018gv (NGC 2525)

• Distancia calculada = 87,6 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 83 millones de años luz
• Error = 5,57 %

SN 2011fe (M101)

• Distancia calculada = 24,3 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 27 millones de años luz
• Error = 9,77 %

SN 2022 hrs (NGC4647)

• Distancia calculada = 80,2 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 83,3 millones de años luz
• Error = 3,76 %

SN 2019np (NGC 3254)

• Distancia calculada = 119 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 123 millones de años luz
• Error = 3,21 %

SN 2020ue (NGC4636)

• Distancia calculada = 55,6 millones de años luz
• Distancia oficial estimada = 53 millones de años luz
• Error = 4,87 %

Ensayamos también con la antigua SN 2014J en la galaxia M82 (galaxia del cigarro). Aquí las cosas no fueron tan bien, alcanzando un error muy por encima de lo permitido, rozando el disparate.

Por más vueltas que le dimos a los cálculos, no dábamos con la clave. ¿Qué estábamos pasando por alto? Tal vez, esta SN tenía un índice de metalicidad muy elevado, estaba demasiado cerca de nosotros, o..... estaba demasiado metida en la propia galaxia como para que el factor de la extinción calculado fuese más importante de lo esperado. En la bibliografía profesional hallamos la respuesta:

"Observations of the diffuse interstellar bands in the spectrum of the supernova indicated that it lay behind a significant quantity of interstellar medium in M82. The supernova therefore suffered from interstellar extinction, with a reddening of at least one magnitude. The degree of light extinction from M82 dust blocking SN 2014J reduces its value as an observational prototype for Type Ia supernovae, but makes it a powerful probe of the interstellar medium of M82".

Aquí podría estar la respuesta, y así lo hemos asumido.

Con todo, puede resultar desconcertante que el tema de la estimación de distancias, es un asunto muy abierto en el mundo de la astrofísica profesional. Al viejo método del paralaje (que se mostró inservible muy pronto) le han sucedido otros con desigual éxito (como el las cefeidas, o el de Tully-Fisher, basado en técnicas espectroscópicas) o éste de las Supernovas tipo Ia (existiendo otros y sin agotar los recursos). Sin embargo, la disparidad de resultados, en ocasiones, se hace evidente. Un botón como muestra:

De todos modos, dentro de nuestros medios, el "calcular" distancias a galaxias "desde la azotea", no deja de ser, sin duda, muy estimulante.