Un emocionante avance en la investigación astronómica de la NASA ha arrojado luz sobre un enigma cósmico que ha desconcertado a científicos durante mucho tiempo. Gracias a la recopilación de datos de dos poderosos telescopios de la NASA, los astrónomos creen haber resuelto el misterio detrás de una extraña estructura encontrada en los restos de una estrella que explotó. Este descubrimiento proporciona una visión fascinante tanto de los restos de la estrella como de la explosión en sí.
El estudio se centra en el conocido remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) y hace uso de datos provenientes del Observatorio de Rayos X Chandra y el Telescopio Espacial James Webb. Lo más intrigante es que esta investigación presenta la primera imagen de Cas A que combina datos de ambos telescopios. La estructura en cuestión, apodada el «Monstruo Verde» debido a su curiosa similitud con la pared en el jardín izquierdo de Fenway Park, fue detectada inicialmente en datos infrarrojos recopilados por el Telescopio Espacial James Webb en abril de 2023.
El origen de esta misteriosa característica ha sido objeto de debate y especulación durante algún tiempo, pero los investigadores creen haber encontrado finalmente la fuente del Monstruo Verde al unir los datos de Webb con los de Chandra.
«Ya sospechábamos que el Monstruo Verde había sido creado por una onda expansiva generada por la explosión de la estrella, que posteriormente chocó con el material circundante», señaló Jacco Vink de la Universidad de Ámsterdam, quien lideró el proyecto Chandra. «Chandra nos ha proporcionado las pruebas que estábamos buscando».
La supernova que creó Cas A tuvo lugar hace aproximadamente 340 años desde la perspectiva de la Tierra. Esta explosión dio origen a una esfera de materia y luz que se expandió hacia el espacio. En las regiones más externas de Cas A, la onda expansiva entró en contacto con el gas que la estrella había expulsado entre 10.000 y 100.000 años antes de su explosión. Este proceso creó un entorno propicio para la formación de polvo cósmico una vez que el material expulsado se enfrió.
EL MONSTRO VERDE QUE SIGUE EL TELESCOPIO JAMES WEBB DE LA NASA
Los datos recopilados por Chandra revelan la presencia de gas caliente, principalmente compuesto por restos de supernova, incluyendo elementos como el silicio y el hierro. Además, muestran la existencia de electrones energéticos que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético en la onda expansiva. Estos electrones emiten destellos luminosos en forma de arcos delgados cerca de la onda expansiva y también en las partes internas de Cas A. Por su parte, el Telescopio Espacial James Webb detecta la emisión infrarroja del polvo cósmico que se calienta al estar incrustado en el gas caliente observado por Chandra, así como restos de supernova mucho más fríos. A pesar de la complejidad de esta escena estelar, el Monstruo Verde se destacó claramente en la imagen original capturada por Webb.
Mientras analizaban los datos proporcionados por Chandra sobre los restos del remanente, Vink y su equipo descubrieron que los filamentos en la parte exterior de Cas A, correspondientes a la onda expansiva, coincidían estrechamente con las propiedades de rayos X del Monstruo Verde. Esto incluye una menor presencia de hierro y silicio en comparación con los restos de la supernova, lo que sugiere un origen común para el Monstruo Verde y la onda expansiva.
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Adicionalmente, los datos de Chandra indican que todo el material del Monstruo Verde se está desplazando hacia nosotros, lo que señala que está colisionando con el gas expulsado por la estrella en el lado más cercano de Cas A. Su velocidad es aproximadamente la mitad de la velocidad promedio de la onda expansiva, lo que sugiere que la densidad del material en el Monstruo Verde es significativamente mayor que la densidad promedio del material que rodea a Cas A. Este descubrimiento podría contribuir a esclarecer la complicada historia de la masa expulsada por la estrella antes de su explosión.
Chandra detecta los restos de la estrella debido a que se calientan a temperaturas extremadamente elevadas, alcanzando decenas de millones de grados debido a las ondas de choque que se generan, similar a los estallidos sónicos de un avión supersónico.
Por otro lado, el Telescopio Espacial James Webb puede observar el material que no ha sido impactado por las ondas de choque, lo que se podría considerar como escombros «prístinos». La mayor parte de estos restos se encuentra oculta detrás del Monstruo Verde. Por lo tanto, la combinación de los datos de Webb y Chandra proporciona una visión más completa de los restos de la estrella que explotó.
En palabras de Dan Milisavljevic de la Universidad Purdue, quien lideró el estudio realizado con el Telescopio Espacial James Webb y presentó sus hallazgos en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans, «Hemos creado el primer mapa de los restos prístinos en forma de red en el centro de este remanente de supernova. Nunca antes se habían observado estructuras como estas en una estrella que explotó».
«Llegamos a la conclusión de que el Monstruo Verde también es parte de la onda expansiva y está bombardeando la parte central de Cas A en lugar de ser parte de ella. Luego eliminamos digitalmente el Monstruo Verde del resto de la imagen para aprender más sobre lo que hay detrás. «, dijo Ilse De Looze de la Universidad de Gante en Bélgica, quien es co-investigadora del estudio Webb. «Es como si nos entregaran un rompecabezas en 3D completo y pudiéramos sacar las piezas para ver qué hay dentro».
Para profundizar en el entendimiento de la explosión de la supernova es muy parecido a la galaxia misteriosa encontrada la semana pasada por la NASA, el equipo comparó la visión de Webb de los restos prístinos de la estrella destruida con los mapas de rayos X que muestran la distribución de elementos radiactivos creados durante la explosión. Utilizaron datos proporcionados por el Telescopio de Espectroscopía Nuclear (NuSTAR) de la NASA para mapear la presencia de titanio radiactivo, que aún es detectable en la actualidad, y el Observatorio de Rayos X Chandra para determinar la ubicación del níquel radiactivo midiendo la distribución del hierro. El níquel radiactivo se descompone con el tiempo para formar hierro.
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LOS TELESCIPIOS DE LA NADA SEGUIRÁN A ESTA CONSTELACIÓN
Este análisis comparativo reveló dos aspectos destacados. En primer lugar, algunos filamentos de restos prístinos ubicados cerca del centro de Cas A, según lo visto por Webb, están conectados al hierro detectado por Chandra en regiones más distantes. Además, se observó la presencia de titanio radiactivo en áreas donde los restos prístinos son relativamente débiles.
Estas comparaciones sugieren que el material radiactivo detectado en rayos X ha influido en la formación de cavidades en los restos prístinos cercanos al centro del remanente, tal como se observó con Webb. Las delicadas estructuras presentes en los escombros prístinos se habrían formado durante la violenta mezcla de las capas internas de la estrella con material radiactivo caliente generado durante el colapso del núcleo estelar bajo la influencia de la gravedad.
Tea Temim, de la Universidad de Princeton y co-investigadora en el estudio realizado con el Telescopio Espacial James Webb, destacó la importancia de estos hallazgos al afirmar: «Los datos y descubrimientos iniciales obtenidos a través del estudio de Webb, respaldados por otros telescopios como Chandra, ayudan a abordar cuestiones sin resolver relacionadas con las explosiones de estrellas masivas, cuestiones que tienen amplias implicaciones en la formación y evolución de poblaciones estelares, así como en el enriquecimiento de metales y polvo en las galaxias». Estos avances en la comprensión de las explosiones estelares arrojan luz sobre los misterios del cosmos y nos acercan un paso más a desvelar los secretos del universo.