Nanda Rea

Nanda Rea, astrofísica de l’Institut de Ciències de l’Espai de Barcelona nascuda a Roma, ha revolucionat en els darrers anys el coneixement que es tenia dels magnetars, un tipus d’estrelles de neutrons.

Biografia
Nascuda el 1978 a Roma, Itàlia. Va estudiar física entre 1998 i 2002 a la universitat de Roma Tor Vergata i va fer el doctorat entre 2002 i 2005, a la mateixa universitat. Fins 2009 va fer diferents estades a l’Institut Holandès de Recerca Espacial i a les universitats de Sydney i d’Amsterdam. Entre 2009 i 2014 va treballar com investigadora a l’Institut de Ciències de l’Espai de Barcelona (IEEC – CSIC). Ha estat convidada a col·loquis i seminaris per tot el món com, per exemple, a les universitats de Harvard i de Nova York d’Estats Units, a l’Institut Max Planck d’Alemanya, a la universitat de Sydney, Austràlia i a l’Australia Telescope National Facility i a l’Instituto de Astrofísica de Canarias. Des d’agost de 2014 dirigeix un grup d’investigació a l’Institut Anton Pannekoek de la universitat d’Amsterdam i des d’octubre de 2015 és científica titular a l’IEEC – CSIC de Barcelona.

Nanda Rea. Imatge de (11)

Nanda Rea. Imatge de (11)

És de destacar el seu coneixement d’idiomes: té el persa i l’italià com idiomes nadius, domina l’anglès i l’espanyol, utilitza el francès a nivell professional i té un coneixement bàsic de l’holandès i el català.
(1) (2) (3)

Carrera científica
Des dels anys del seu doctorat, Nanda Rea ha treballat en diferents aspectes de les estrelles de neutrons, tant fent observacions com interpretació de resultats. Particularment important ha estat la seva aportació a l’estudi dels magnetars, un tipus d’estrelles de neutrons dels que parlarem més endavant.

El 2014 va rebre dos importants premis: el Premi IUPAP (Unió Internacional de Física Pura i Aplicada) per joves científics i la Medalla Zeldovich del Comité sobre la Investigació Espacial i l’Acadèmia Rusa de Ciències. Els guardons recompensen la seva contribució a l’estudi de les estrelles de neutrons i en particular el seu descobriment que els magnetars poden tenir un baix camp magnètic, igual que la majoria d’altres púlsars, contràriament al que es creia que havia un valor crític del camp magnètic per sota del qual no podia tenir lloc l’activitat del magnetar.
(4) (5)

Estrelles de neutrons, púlsars i magnetars
Una estrella de neutrons és el nucli residual d’una estrella massiva que ha explotat. Concentra una massa superior a la del Sol, formada quasi enterament per neutrons, en un diàmetre d’uns 20 km. La seva densitat és tan gran, que un terrós de sucre d’aquesta matèria tindria la mateixa massa que tota la població humana del planeta. Propietats característiques són la ràpida rotació i el seu gran camp magnètic. Hi ha milions d’estrelles de neutrons a la nostra galàxia.

Un púlsar és un tipus d’estrelles de neutrons amb una gran velocitat de rotació, de fins a centenars de revolucions per segon, que emet polsos de radiació electromagnètica (ones de radio, visibles, raigs X i raigs gamma). Els polsos, deguts a la seva rotació, es veuen des de la Terra com el feix de llum d’un far. El primer pulsar va ser descobert per Jocelyn Bell l’any 1967. (11)

Un magnetar és un altre tipus d’estrella de neutrons amb un molt fort camp magnètic, que pot ser de 100 mil milions de Tesla (T), mil vegades més gran que el d’una estrella de neutrons normal. Per comparació, el camp magnètic terrestre és de 0,00005 T. Han estat trobats fins ara una dotzena de magnetars. Quatre d’ells són d’una varietat que es caracteritza per l’expulsió, en un període de temps de 0,1 segons, d’enormes quantitats d’energia en forma de raigs X i raigs gamma.
(6)

Pasta nuclear
La «pasta nuclear» ha estat objecte d’estudi per Nanda Rea. És un tipus de matèria degenerada (sotmesa a molt alta compressió) que es troba dins de l’escorça de les estrelles de neutrons. Entre la superfície de l’estrella i el nucli de plasma format per quarks (els components de protons i neutrons) i gluons (partícula portadora de la interacció nuclear forta), a densitats de 10^14 g/cm³, hi ha dues forces, les nuclears d’atracció i les de Coulomb de repulsió, amb una magnitud similar. L’equilibri entre aquestes dues forces dona lloc a estructures formades per neutrons i protons acoblats, que els astrofísics anomenen «pasta nuclear» perquè recorden diferents tipus de pasta. (7)

L’estudi dels púlsars de raigs X publicat a Nature Physics en 2014, exposa la conclusió de Nanda Rea i altres científics de la universitat d’Alacant que les característiques de la «pasta nuclear», provoquen que el període de gir del púlsar de raigs X tingui un màxim de entre 10 i 20 segons. Creuen els autors que l’observació d’aquest valor màxim del període de gir constitueix l’evidència de l’existència d’aquesta capa, les característiques de la qual hauran de ser millor conegudes per noves observacions i models més detallats. (8)

L’enigma dels magnetars
Nanda Rea i el seu equip de l’Institut de Ciències de l’Espai de Barcelona han treballat més de 10 anys, amb dades de diferents observatoris espacials, com XMM-Newton o INTEGRAL de la ESA o el Chandra X-Ray Observatory o el Swift Observatory de la NASA. Han investigat diferents magnetars, revolucionant la idea que es tenia d’ells fins ara. Es pensava, per exemple, que el seu camp magnètic era dipolar i amb un valor constant. Ells han mostrat que poden existir magnetars amb un camp magnètic superficial dèbil i que el seu camp magnètic no és estàtic, sinó que pot augmentar sobtadament provocant flamarades de radiació.  A continuació parlem de dos dels casos més interessants estudiats.

L’any 2011, la missió Swift de la NASA va descobrir un objecte (Swift J1822.3-1606) a 16.300 anys-llum de la Terra, que girava a gran velocitat, emetia raigs X i tenia un camp magnètic de la magnitud d’un púlsar. L’estudi va mostrar que al seu interior s’ocultava un camp magnètic, fins a 1000 vegades més intens que el de l’exterior, que provocava flamarades de raigs X i raigs gamma de curta durada, 0,1 segons. Aquest objecte semblava un híbrid entre púlsar i magnetar i posava en dubte el que es creia dels magnetars fins aleshores.

Magnetar SGR 0418. Imatge òptica i il·lustració. NASA (10)

Magnetar SGR 0418. Imatge òptica i il·lustració. NASA (10)

El 2013 apareix un nou objecte, SGR 0418, observat amb el diferents telescopis de raigs X citats, de la NASA i l’ESA. Particularment importants són les dades subministrades per l’ XMM-Newton, que va permetre Nanda Rea i el seu equip confirmar que SGR 0418 era un magnetar d’un tipus fins aleshores desconegut. Van estimar la seva edat en uns 550.000 anys, més vell que altres objectes similars. El seu camp magnètic inicial, el que es podia esperar d’un magnetar, ha anat perdent intensitat a la superfície de l’estrella, però no al seu interior, sota l’escorça, on continua sent molt intens. Això explica que, de tant en tant, aconsegueixi trencar l’escorça i provocar flamarades de raigs X i raigs gamma, com es veuen en els magnetars normals.
Des de la investigació del SGR0418, Nanda Rea i el seu equip han identificat dos magnetars més amb baix camp magnètic superficial.
(5) (9) (10) (11)

 Audio de la xerrada

Emissió de Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
Sopa d’estrelles” del 17 de febrer de 2016.

Fonts d’informació utilitzades
(1) Perfil de Linkedin de Nanda Rea  https://www.linkedin.com/in/nanda-rea-61891069
(2) International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP)
http://iupap.org/commissions/c19-astrophysics/news/
(3) Nanda Rea Research Group page.  https://staff.fnwi.uva.nl/n.rea/Home.html
(4) Institut d’Estudis Espacials de Catalunya. Nanda Rea, Premi IUPAP 2014 a joves investigadors en astrofísica. http://www.ieec.cat/ice/nanda-rea-2014-iupap-young-scientist-prize-in-astrophysics/
(5) ESA in your country. http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/Cientifica_europea_galardonada_por_resolver_un_enigma_magnetico
(6) ESA. Our Activities.
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Stars_Neutron_stars_pulsars_and_magnetars
(7) https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_pasta
(8) Pons, José A.; Viganò, Daniele; Rea, Nanda (2013). “Too much “pasta” for pulsars to spin down”. Nature Physics 9 (7): 431–434.
http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/33858/1/2013_Pons_Vigano_Rea_NaturePhys-pre.pdf
(9) «Un monstruo magnético con doble personalidad». Instituto Astrofísico de Canarias. 2012.
http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=752
(10) Magnetar SGR 0418. NASA. http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/sgr0418.html
(11) Institut d’Estudis Espacials de Catalunya. Nanda Rea, guanyadora de la medalla Zeldovich. http://www.ieec.cat/ca/uncategorized/nanda-rea-guanyadora-de-la-medalla-zeldovich/

En aquest mateix blog:
(12) Antony Hewish i Jocelyn Bell, descobridors dels púlsars http://www.deciencia.net/descobriment/?p=112

Aquesta entrada ha esta publicada en Científics propers, cosmologia, Dones astrònomes, Dones científiques. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Els comentaris estan tancats.