¿Qué pasaría si alguien tuviera un telescopio y mirara a Betelgeuse cuando se convierte en supernova?

¿Esa persona se quedaría ciega?

Los detectores de neutrinos y la abundancia de neutrinos detectarían el próximo espectáculo visible aproximadamente 3 horas antes de cualquier señal visible, por lo que habría tiempo para señalar ciertos telescopios que podrían manejar el brillo hacia él.

Tengo curiosidad por saber si una persona con un telescopio apuntando en esa dirección tendría una sorpresa desagradable. ¿Sería prudente la comunidad científica no anunciar la explosión estelar masiva hasta después de que sea visible para evitar posibles efectos negativos de los astrónomos aficionados demasiado ansiosos?

Me doy cuenta de que esta es una pregunta tonta y que podría depender demasiado del telescopio, pero tengo curiosidad.

telescope amateur-observing supernova

— userLTK
fuente

" Cuando se va ..." - Es 642,5 años luz de distancia, por lo que tendría que tener ya supernova ido hace más de 550 años ... Pero sabemos lo que quería decir, y la respuesta de la marca está bien, al igual que la otra.

— Rob

@Rob depende de su marco de referencia;) ( en.wikipedia.org/wiki/Relativity_of_simultaneity )

— jpa

Respuestas:

No, no sería un problema. Las supernovas no se parecen en nada a las bombillas: se iluminan durante un período de muchos días y se vuelven a atenuar aún más lentamente. Aquí hay varias curvas de luz diferentes tomadas de Wikipedia:

El aumento es rápido a escala astronómica, varios órdenes de magnitud en un período de aproximadamente diez días, pero muy lento a escala humana. Un aficionado al mirarlo no notaría ningún cambio significativo en el brillo, pero si la misma persona regresara unas horas más tarde o la noche siguiente, el cambio sería muy evidente.

Por lo que podemos decir, la razón es que la luz en el brillo máximo es causada por las emisiones del material arrastrado por la explosión. Por ejemplo, en el Tipo 1a SNe, la mayor parte de la luz proviene de la desintegración radiactiva de la gran masa de níquel-56 expulsado (vida media 6 días).

El artículo de Wikipedia sobre supernovas es bastante bueno y cubre todo esto con más detalle.

— Mark Olson
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Esta respuesta explica que el brillo aumenta gradualmente, pero no parece responder a la pregunta de si una persona que mira Betelgeuse se quedaría ciega (a menos que contemos "no, no sería un problema" como la respuesta).

— JBentley

Tenga en cuenta que el OP preguntó si habría una "sorpresa desagradable"; la respuesta es: "No, no habría sorpresa". No estarías cegado a menos que realmente quisieras estarlo. Obviamente, si observa una luz lo suficientemente brillante con un telescopio lo suficientemente grande durante un tiempo lo suficientemente largo, puede cegarse en un ojo; por supuesto, tendría que volver a hacerlo con el otro. No creo que eso constituya una "sorpresa".

— Mark Olson

@JBentley No es lo suficientemente rápido y no es lo suficientemente brillante como para cegarte.

— Florin Andrei

@ Mark Olson: Sí. OP seguramente se está imaginando que es como el flash de una cámara (¿o tal vez una bomba nuclear?) "De repente" se apaga y usted está mirando dicho foco con su telescopio. Pero no lo es.

— The_Sympathizer

Si insiste en observar la explosión de Betelgeuse con el brillo máximo, podría dañar su ojo. La respuesta completa entra en el ámbito de la fisiología. Aquí discutiré las partes astronómicas:

Betelgeuse explotará como una supernova de tipo II, cuyo brillo típico es alrededor de . Con una distancia de , su módulo de distancia es por lo que su magnitud aparente será $M \sim -17$ $d\simeq200\,\mathrm{pc}$

μ = 5 \log (d / p c) - 5 ≃ 6.5,

$\mu = 5\log(d/\mathrm{pc}) - 5 \simeq 6.5,$

m = M + μ ≃ - 10.5.

$m = M + \mu \simeq -10.5.$

Para estos cálculos, supongo que el Sol es el umbral para dañar su ojo (una breve mirada al Sol está bien, una mirada más larga causará daños permanentes. Pero ... fisiología ...). El Sol tiene una magnitud aparente de , es decir, es magnitudes más brillantes. En otras palabras, Betelgeuse será veces más que el Sol. $m_\odot = -26.7$ $\Delta m = 16.2$

f = 10^{Δ m / 2.5} ≃ 3 \times 10^{6}

$f = 10^{\Delta m/2.5} \simeq 3\times10^6$

Sin embargo, el Sol es una fuente extendida, que abarca un ángulo de aproximadamente minutos de arco de ancho. En contraste, Betelgeuse es una fuente puntual, que cuando se transfiere a través de la atmósfera y el telescopio, se extiende sobre unos pocos segundos de arco cuadrado. Así su luz estará más concentrada; es decir, será mucho más brillante, pero golpeará un área mucho más pequeña de su retina. Sin embargo, su ojo también se moverá, difuminando la luz. Al no ser un fisiólogo, en aras de este cálculo, supongo que la luz se difunde sobre un disco de 1 minuto de arco de diámetro (aproximadamente del tamaño de un planeta visto desde la Tierra). $\theta_\mathrm{Sun} = 32$ $\theta_\mathrm{Bet} \sim$

Por lo tanto, el factor será en sí mismo un factor veces más grande, es decir, Betelgeuse es solo veces más oscuro que el sol. $f$ $(\theta_\mathrm{Sun} / \theta_\mathrm{Bet})^2 \simeq 1000$ $\sim 3\,000$

Por lo tanto, para nuestras suposiciones, su ojo se dañará si observa la explosión de Betelgeuse a través de un telescopio con un área más grande, o aproximadamente 55 veces más ancha que su pupila. Con luz brillante, la pupila se contrae hasta aproximadamente 3 mm de diámetro, por lo que si observa a través de un telescopio de 16 cm o más, podría dañar su ojo. $\sim 3\,000$

Basado en modelos evolutivos de Betelgeuse, Dolan et al. (2016) estiman una magnitud aparente de , es decir, aproximadamente 6 veces más brillante que nuestra estimación. Esto significaría que solo necesita un telescopio de 7 cm para dañar su ojo. $m=-12.4$

Sin embargo, como Mark escribe en su respuesta, las supernovas no aumentan a su brillo máximo en cuestión de segundos, sino en días (aproximadamente media mag por día), por lo que tiene mucho tiempo para mirar hacia otro lado.

— pela
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No estoy seguro de que este sea el cálculo correcto. Betelgeuse subtiende solo un pequeño ángulo, lo que significa que cuando está enfocado, toda su luz se enfoca efectivamente en un solo punto de la retina, mientras que la luz del sol se extiende sobre un área. Me sorprendería si eso no lo volviera peligroso al usar un telescopio mucho más pequeño.

— Nathaniel

Además, esta respuesta supone que el brillo del sol es el mínimo requerido para quedar ciego. Para una respuesta completa, probablemente deberíamos considerar cuánto brillo puede soportar el ojo humano sin ser cegado. Podría ser el caso de que un telescopio mucho más pequeño que el que usted propone sea suficiente.

— JBentley

@ Nathaniel Sí, tienes razón. No estoy seguro de cuál sería el enfoque completamente correcto. Una fuente puntual, que cuando se ve a través de la atmósfera abarcaría unos segundos de arco cuadrado, sería mucho más brillante, pero dañaría solo una pequeña fracción de su ojo.

— pela

@JBentley Eso es cierto, es una suposición. Pero teniendo en cuenta que en realidad puede mirar al Sol durante un breve período de tiempo sin dañar permanentemente su ojo, creo que este umbral está bien, al menos para una estimación de orden de magnitud.

— pela

Edité para tener en cuenta estos comentarios muy relevantes.

— pela

El brillo varía inversamente con el cuadrado de la distancia. Betelgeuse está a unos 642,5 años luz de distancia y tiene una magnitud aparente de 0,42. Mi comprensión de los conceptos de magnitud aparente es un poco inestable, pero creo que si creciera un millón de veces más brillante, podría tener una magnitud aparente de -14.5 más o menos, que se parece mucho más al brillo de la luna que al sol.

Dada la gran distancia, la disminución del brillo debido a la distancia y las innumerables cantidades de polvo y gas entre la tierra y Betelgeuse, creo que probablemente estarás bien. Puede que te deslumbre su brillo, un poco como mirar una bombilla, me imagino, pero dudo que cause algún daño físico.

EDITAR: espero que un verdadero astrónomo suene aquí. No estoy seguro de qué tipo de supernova podríamos esperar de Betelgeuse, pero aparentemente las supernovas (¿supernovas?) Pueden alcanzar un brillo teórico igual a 5 billones de soles.

— S. Imp
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¿Importa que el brillo comparable a la luna se concentre en un punto del tamaño de una estrella?

— Barmar

No estoy calificado para decir. Especularé que su intensidad se difundirá bastante por todo el polvo y el gas entre nosotros y Betelgeuse: está a 640 años luz de distancia. Por otro lado, la luna se ve extremadamente brillante en mi propio telescopio. Lo suficientemente brillante como para deslumbrar un poco los ojos.

— S. Imp

Supuse que ya había incluido la difusión en su estimación de la magnitud aparente.

— Barmar

Mi cálculo fue simple. Simplemente asumí que Betelgeuse podría aumentar su brillo en un millón, y convertí ese aumento a una magnitud aparente. Mira el tercer párrafo aquí . Este tipo de evasión complica los cálculos de difusión simplemente asumiendo que la difusión no cambiará si la cosa se vuelve más brillante.

— S. Imp

Eso parece una suposición razonable para estimaciones amplias como esta. En realidad, la difusión probablemente depende de la longitud de onda de la luz, que supongo que cambia durante la supernova. Pero si solo estamos tratando con órdenes de magnitud, probablemente no sea significativo.

— Barmar