Las imágenes de rayos X del remanente de supernova de Tycho ( SNR, por “Super Nova Remnants”) muestran un patrón de grupos brillantes y zonas más débiles. Al comparar los nuevos datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA con las simulaciones por computadora, los astrónomos han encontrado evidencia de que la explosión de supernova en sí, y no algo después, fue la fuente de esta distribución grumosa.
Crédito de la imagen: NASA / CXC / RIKEN / Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / T. Sato et al / DSS.
- Una nueva imagen del remanente de supernova Tycho de Chanda muestra un patrón de grupos brillantes y agujeros más débiles en los datos de rayos X.
- Los científicos están tratando de determinar si esta “ aglomeración ” fue causada por la explosión de supernova en sí o algo después.
- Al comparar los datos de Chandra con las simulaciones por computadora, los investigadores encontraron evidencia de que la explosión probablemente fue la fuente de esta distribución desigual.
- La supernova original fue vista por primera vez por los observadores del cielo en 1572, incluido el astrónomo danés Tycho Brahe, cuyo nombre finalmente fue nombrado.
En 1572, el astrónomo danés Tycho Brahe fue uno de los que notó un nuevo objeto brillante en la constelación de Casiopea. Añadiendo combustible al fuego intelectual que comenzó Copérnico, Tycho mostró que esta “nueva estrella” estaba mucho más allá de la Luna, y que era posible que el Universo más allá del Sol y los planetas cambiaran.
Los astrónomos ahora saben que la nueva estrella de Tycho no era nueva en absoluto. Más bien señaló la muerte de una estrella en una supernova , una explosión tan brillante que puede eclipsar la luz de toda una galaxia. Esta supernova particular era de tipo Ia , que ocurre cuando una estrella enana blanca extrae material de una estrella compañera cercana o se fusiona con ella hasta que se desencadena una explosión violenta. La estrella enana blanca es borrada, enviando sus escombros al espacio.
Al igual que con muchos remanentes de supernova , el remanente de supernova de Tycho, como se lo conoce hoy (o “Tycho”, para abreviar), brilla intensamente en la luz de rayos X porque las ondas de choque, similares a las explosiones sónicas de los aviones supersónicos, generadas por el calor de explosión estelar calientan los restos estelares hasta millones de grados. En sus dos décadas de funcionamiento, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha capturado imágenes de rayos X incomparables de muchos restos de supernovas .
Chandra revela un patrón intrigante de grupos brillantes y áreas más débiles en Tycho. ¿Qué causó esta espesura de nudos después de esta explosión? ¿La explosión en sí misma causó esta aglomeración, o fue algo que sucedió después?
Esta última imagen de Tycho de Chandra está proporcionando pistas. Para enfatizar los grupos en la imagen y la naturaleza tridimensional de Tycho, los científicos seleccionaron dos rangos estrechos de energías de rayos X para aislar el material (silicio, color rojo) que se aleja de la Tierra y el que se mueve hacia nosotros (también silicio, color azul ) Los otros colores en la imagen (amarillo, verde, azul-verde, naranja y morado) muestran una amplia gama de diferentes energías y elementos, y una mezcla de direcciones de movimiento. En esta nueva imagen compuesta, los datos de rayos X de Chandra se han combinado con una imagen óptica de las estrellas en el mismo campo de visión tomada de la Digitized Sky Survey.
Al comparar la imagen de Tycho de Chandra con dos simulaciones de computadora diferentes, los investigadores pudieron probar sus ideas contra los datos reales. Una de las simulaciones comenzó con escombros grumosos de la explosión. El otro comenzó con escombros suaves(sin apreciarse grumos) de la explosión y luego apareció la aglomeración (los grumos)a medida que el remanente de supernova evolucionó y se magnificaron pequeñas irregularidades.
Luego se hizo un análisis estadístico utilizando una técnica que es sensible al número y tamaño de los grupos y agujeros en las imágenes. Al comparar los resultados de Chandra y las imágenes simuladas, los científicos descubrieron que el remanente de supernova de Tycho se parece mucho a un escenario en el que los grupos provenían de la explosión misma. Si bien los científicos no están seguros de cómo hacerlo, una posibilidad es que la explosión de la estrella haya tenido múltiples puntos de ignición, como las barras de dinamita que se activan simultáneamente en diferentes lugares.
Comprender los detalles de cómo explotan estas estrellas es importante porque puede mejorar la confiabilidad del uso de las “velas estándar” de supernovas Tipo Ia, es decir, objetos con brillo inherente conocido, que los científicos pueden usar para determinar su distancia. Esto es muy importante para estudiar la expansión del universo. Estas supernovas también rocían elementos como el hierro y el silicio, que son esenciales para la vida tal como la conocemos, en la próxima generación de estrellas y planetas.
Un artículo que describe estos resultados apareció en la edición del 10 de julio de 2019 de The Astrophysical Journal y está disponible en línea . Los autores son Toshiki Sato (RIKEN en Saitama, Japón, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland), John (Jack) Hughes (Universidad de Rutgers en Piscataway, Nueva Jersey), Brian Williams, (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA), y Mikio Morii (Instituto de Matemáticas Estadísticas en Tokio, Japón).
El trabajo del equipo , también publicado en el Astrophysical Journal , muestra que se requieren asimetrías iniciales en la explosión de supernova simulada para que el modelo del remanente de supernova resultante se parezca mucho a la imagen de Chandra de Tycho, a una edad similar.
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Crédito: RIKEN / G. Ferrand, et al y NASA / CXC / SAO / A.
Jubett, N. Wolk y K. Arcand.
Otro equipo de astrónomos, dirigido por Gilles Ferrand de RIKEN en Saitama, Japón, ha construido sus propios modelos de computadora tridimensionales de un remanente de supernova Tipo Ia (que se muestra arriba) a medida que cambia con el tiempo. Su trabajo muestra que se requieren asimetrías iniciales en la explosión de supernova simulada para que el modelo del remanente de supernova resultante se parezca mucho a la imagen Chandra de Tycho, a una edad similar. Esta conclusión es similar a la realizada por Sato y su equipo.
Un artículo que describe los resultados de Ferrand y coautores apareció en la edición del 1 de junio de 2019 de The Astrophysical Journal y está disponible en línea .
Crédito: Chandra X-ray Observatory.
El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge, Massachusetts.
Fuente: Chandra X-Ray Observatory.
Artículo original: “The Clumpy and Lumpy Death of a Star“.
Material relacionado:
Sobre el origen (qué tipo) de la Supernova de Tycho. Hasta hace pocos años atrás, nadie sabía cómo se formó tal supernova. A pesar de varios estudios dedicados del remanente de supernova de Tycho, los astrónomos no sabían qué causó la explosión. El siguiente estudio prueba que se originó a partir de un sistema binario en que una enana blanca acumuló material que robó a su compañera hasta desestabilizarse y explotar:
- Expanding molecular bubble unveils the mysterious origin of Tycho’s supernova. University of Manitoba • Winnipeg, Manitoba • Canada. July 19, 2016 .
Una peculiaridad de los restos de supernova, es que a menudo exhiben asimetrías en su apariencia y movimiento. ¿Es esto porque las eyecciones se están expandiendo en un medio interestelar no uniforme? ¿O fue la explosión en sí asimétrica? La mejor manera de explorar esta pregunta es con observaciones detalladas de los restos, construyendo un modelo en 3D:
- Una vista 3D de un remanente de supernova. Susanna Kohler, AAS NOVA, Junio 14, 2017.
Otro mecanismo hace brillar en rayos X a los gases en el interior del remanente de la supernova de Tycho:
- Astronomers Shed More Light on Tycho’s Supernova Remnant. Sci News. Nov. 26, 2013.
Una explicación muy instructiva de cómo hacer un modelo 3D del remanente de una supernova a partir de los datos en 2D, para luego aplicando un software de realidad virtual, poder pararse dentro de la supernova y observarla, conteniendo figuras interactivas, se encuentra en:
Stepping into a Supernova. Emma Foxell. astrobites, Dec. 21, 2018 .
Sobre los remanentes de supernovas:
Supernova Remnants. NASA / Imagine the Universe.
Supernova remnant. Wikipedia.
Colección de artículos publicados en el sitio del telescopio Hubble:
Supernova Remnants. Hubblesite.
La Galería de imágenes y artículos asociados a ellas en el sitio de Chandra:
Supernova Remnants. Chandra.
Colección de artículos en el sitio del telescopio espacial Spitzer:
Supernova Remnants. Spitzer.
Colección de artículos en NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array):
Supernova Remnants. NuSTAR.
Las fotos comentadas de remanentes de Supernova de APOD (Astronomy Picture of the Day):
Supernova Remnants. NASA / APOD.
Presentando la evolución de una supernova desde la explosión misma, los siguientes dos artículos permiten comprender bien el proceso de formación del remanente, aunque sin llegar a tratar la última etapa:
- SNoR-ED: Supernova Remnants I – Ejecta-Dominated. Tanmoy Laskar. astrobites, Mar. 17, 2011.
- Plerions: the hole of the donut. Tanmoy Laskar. astrobites, May 16, 2011.
Un tipo de fuente que es particularmente intrigante: restos de supernovas muy jóvenes y calientes que están “sobreionizados”:
NuSTAR Explores the Aftermath of a Supernova. Susanna Kohler. AAS NOVA. April 15, 2019.
Sobre la importancia histórica de la Supernova de Tycho y el cometa de 1577, también observado por él, en el desarrollo de las ideas astronómicas, junto a una descripción de los instrumentos que utilizaba Tycho (que fueron los instrumentos más precisos de la era pretelescópica), nos ilustra el prestigioso historiador de la Universidad de Harvard, Owen Gingerich en el siguiente artículo:
Tycho Brahe and the Nova of 1572. Supernovae as Cosmological Lighthouses, ASP Conference Series, Vol. 342, Proceedings of the conference held 15-19 June, 2004 in Padua, Italy. San Francisco: Astronomical Society of the Pacific, 2005., p.3
El mismo tema es abordado en el libro:
Novas y cometas entre 1572 y 1618 : revolución cosmológica y renovación política y religiosa. Miguel Ángel Granada. Ediciones de La Universitad de Barcelona Feb. 21, 2013. Ver comentario.
Conociendo a Tycho Brahe: Una detallada descripción de Tycho Brahe junto a la de Kepler, se ecuentra en la excelente novela del Astrofísico Jean Pierre Luminet:
El Tesoro de Kepler. Jean Pierre Luminet. S.A. Ediciones B. 2009.
Curiosidades:
La luz de la supernova de Tycho de 1572, pasó por la Tierra hace casi 450 años. Un grupo de investigación se planteó la interrogante, a primera vista desconcertante, de si existe alguna manera de poder ver hoy nuevamente aquella luz. La ingeniosa respuesta la presenta el siguiente artículo:
- Una explosión del pasado: la astronomía resucita una supernova del siglo XVI. Centro Astronómico Hispano-Alemán de Clar Alto, Andalucía. Dic. 2008.
