¿JWST más ALMA revelaron cómo se forman los púlsares?

En 1987, la humanidad se dio cuenta La supernova más cercana Desde 1604.

En 1604, se produjo la última supernova visible a simple vista en la Vía Láctea, conocida hoy como supernova de Kepler. Aunque la supernova desapareció de la vista a simple vista en 1605, sus restos todavía son visibles hoy, como se muestra aquí en una imagen compuesta de rayos X, óptica e infrarrojos. Las «líneas» de color amarillo brillante son el único elemento aún visible en el campo visual, más de 400 años después.

crédito: NASA, R. Sankrit (NASA Ames) y W. P. Blair (Universidad Johns Hopkins).

A 165.000 años luz de distancia, el núcleo de una estrella azul gigante colapsó.

Remanente de supernova SN 1987a

Esta imagen óptica, capturada por el Telescopio Espacial Hubble en 2017, muestra los restos de la supernova SN 1987a exactamente 30 años después de que se observara su explosión. Ubicada a unos 165.000 años luz de distancia en la Gran Nube de Magallanes, en las afueras de la Nebulosa de la Tarántula, esta supernova es la primera y única supernova descubierta dentro de nuestro Grupo Local en más de 100 años.

crédito:NASA, ESA, R. Kirshner (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica y Fundación Gordon y Betty Moore) y P. Challis (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica)

Las primeras señales detectadas fueron neutrinos: llegaron en una ráfaga que duró unos 12 segundos.

Neutrinos SN 1987a

Tres detectores diferentes han detectado neutrinos de SN 1987A, siendo KamiokaNDE el más potente y exitoso. El paso de un experimento de desintegración de nucleones a un experimento de detección de neutrinos allanaría el camino para el desarrollo de la astronomía de neutrinos. La luz de la supernova no llegará hasta horas más tarde.

crédito: Rea y Asturias / Wikimedia Commons

Fuera de horas, llego la luzlo que indica el colapso de una supernova.

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A continuación, observamos cuidadosamente los restos en expansión y desarrollo.

Esta imagen muestra el remanente de supernova SN 1987a en seis longitudes de onda de luz diferentes. Aunque han pasado 36 años desde esa explosión, y aunque ocurrió aquí, en nuestro patio trasero, el material alrededor del motor central no se ha limpiado lo suficiente como para revelar restos estelares. Por el contrario, los objetos con forma de vaca (también conocidos como transitorios ópticos azules rápidos) tienen sus núcleos expuestos casi de inmediato.

crédito: Alak Rai, Astronomía Natural, 2017; ACTA/ALMA/ESO/Hubble/Chandra Composite

En los suburbios continúan expandiéndose las bombas de gas que explotaron hace siglos.

Restos de sn 1987a

El remanente de la Supernova 1987a, ubicada en la Gran Nube de Magallanes a unos 165.000 años luz de distancia. Fue la supernova más cercana observada a la Tierra en más de tres siglos, con una magnitud máxima de +2,8, claramente visible a simple vista y significativamente más brillante que la galaxia anfitriona que la contiene.

crédito: ESA/Hubble y NASA

En el interior, las ondas de choque de la supernova calientan un halo esférico de materia.

SN 1987a Radio Hubble Chandra

Las observaciones ópticas del Hubble de la Supernova 1987A se vuelven aún más valiosas cuando se combinan con observaciones de telescopios que pueden medir otros tipos de radiación de la estrella en explosión. La imagen muestra imágenes en evolución de los puntos calientes del Telescopio Hubble junto con imágenes tomadas aproximadamente al mismo tiempo por el Observatorio de rayos X Chandra y el radioobservatorio Australian Telescope Compact Array (ATCA). Las imágenes de rayos X muestran un anillo de gas en expansión, a más de un millón de grados, que claramente alcanzó el anillo óptico al mismo tiempo que los puntos calientes. Las imágenes de radio muestran un anillo de emisión de radio en expansión similar, causado por electrones que se mueven a través del material magnetizado a casi la velocidad de la luz.

crédito: R. McCray (Universidad de Colorado), D. Burrows y S. Park (Universidad Estatal de Pensilvania) y R. Manchester (Instalación del Telescopio Nacional de Australia)

La inyección de energía provoca cambios irregulares en el brillo y la emisión de rayos X y radio.

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Un diagrama que muestra un anillo de estrellas y el JWST.

Las observaciones combinadas en longitudes de onda largas muestran que el remanente continúa expandiéndose y la luminosidad interestelar continúa aumentando en las proximidades de la explosión inicial. El brillo en una variedad de longitudes de onda de luz continúa evolucionando a medida que diferentes formas de proyectiles chocan con la materia circundante y la calientan, provocando que irradie.

crédito: Lester Staveley Smith (UWA), Lewis Ball (ATNF), Brian Gaensler (USyd), Mike Kesteven (ATNF), Dick Manchester (ATNF) y Tasso Tzioumis (ATNF).

Pero la región interior de esta explosión sigue siendo un misterio.

SN 1987a Radiografía de Chandra

La onda de choque de material de la explosión de 1987 que se mueve hacia afuera continúa chocando con eyecciones anteriores de la estrella masiva anterior, calentando e iluminando el material a medida que ocurren las colisiones. Una amplia gama de observatorios continúan tomando imágenes de restos de supernovas hasta el día de hoy, rastreando su evolución. Sin embargo, la zona interior permanece muy cubierta de polvo, lo que nos impide saber qué sucede realmente en el interior.

crédito: J. Larson et al., ApJ, 2019

La esencia del colapso Debería crear un enorme residuo: una estrella de neutrones.

La Nebulosa del Cangrejo es un pulsador de múltiples longitudes de onda.

Juntas, cinco longitudes de onda diferentes muestran la verdadera magnificencia y diversidad de los fenómenos que ocurren en la Nebulosa del Cangrejo. Los datos de rayos X, en color violeta, muestran el gas/plasma caliente creado por el púlsar central, que es claramente reconocible tanto en las imágenes individuales como en las compuestas. Esta nebulosa se originó a partir de una estrella masiva que murió en una supernova que colapsó en su núcleo en 1054, con una luz brillante apareciendo en todo el mundo, lo que nos permite, en el presente, reconstruir este evento histórico.

crédito:C. Dubner (IAFE, CONICET-Universidad de Buenos Aires) et al; NRAO/AUI/NSF; a. jajaja y otros; T. Tamim y col.; F. Seward y otros; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; y Hubble/STScI

Supernova similar 1054 llevado a hoy Cangrejo pulsante.

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Restos de cangrejo pulsante

Una combinación de datos de rayos X, ópticos e infrarrojos revela el púlsar central en el corazón de la Nebulosa del Cangrejo, incluidos los vientos y las corrientes de aire transportados por los púlsares hacia el material circundante. El brillante punto central de color blanco púrpura es en realidad el púlsar del Cangrejo, que a su vez gira unas 30 veces por segundo. El material que se muestra aquí tiene unos 5 años luz de diámetro y se originó a partir de una estrella que se convirtió en supernova hace unos 1.000 años, lo que nos dice que la velocidad típica de eyección es de unos 1.500 kilómetros por segundo. La estrella de neutrones alcanzó originalmente una temperatura de aproximadamente 1 billón de Kelvin, pero hasta ahora se ha enfriado a «sólo» unos 600.000 Kelvin.

crédito: Rayos X: NASA/CXC/SAO; Óptico: NASA/STScI; Infrarrojos: NASA-JPL-Caltech

Sin embargo, no existe un púlsar de estrella de neutrones. Asociado con SN 1987a.

Una estrella de neutrones masiva

Esta imagen muestra una ilustración de una estrella de neutrones masiva, junto con los efectos gravitacionales distorsionantes que un observador vería si pudiera ver esta estrella de neutrones de cerca. Si bien las estrellas de neutrones son famosas por sus pulsaciones, no todas las estrellas de neutrones son púlsares. Actualmente se desconoce si el remanente de SN 1987a evolucionará hasta convertirse en uno.

crédito: Daniel Molybdenum/Flickr y Raphael Concord/Wikimedia Commons

Sin embargo, hay dos evidencias que sugieren esto. uno puede desarrollar.

Remanente de múltiples longitudes de onda SN 1987a de ALMA

A medida que la región central de SN 1987A continúa evolucionando, la región central de polvo se enfriará y gran parte de la radiación oscurecida por ella se hará visible, mientras que el remanente central continuará enfriándose y evolucionando también. Es posible que, cuando esto suceda, se puedan observar pulsos de radio periódicos, que revelen si la estrella de neutrones central es un púlsar o no.

crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Cigan y R. Indebetouw; NRAO/AUI/NSF, b. Saxtón; NASA/ESA

Las notas de ALMA revelan Grandes cantidades de gas interno Y polvo.

El agujero negro supermasivo de la NASA fue observado utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST).

Imágenes de alta resolución de ALMA han revelado una «burbuja» caliente en el núcleo polvoriento de la Supernova 1987A (recuadro), que podría ser la ubicación de la esperada estrella de neutrones. El color rojo muestra el polvo y el gas frío en el centro del remanente de supernova, capturados en longitudes de onda de radio con ALMA. Los colores verde y azul revelan dónde chocó la onda de choque en expansión de la estrella en explosión con un anillo de material alrededor de la supernova. Un observatorio como el Telescopio Espacial James Webb es ideal para detectar materia en las regiones «oscuras» de esta imagen.

crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Cigan y R. Indebetouw; NRAO/AUI/NSF, b. Saxtón; NASA/ESA

Indica un «punto caliente» central. La presencia de una estrella de neutrones recién nacida..

Alma Central Central de Gas SN 1987a

En el centro del remanente de SN 1987a, ALMA, gracias a su asombrosa resolución y capacidades de longitud de onda larga, pudo observar un punto particularmente caliente dentro del gas y el polvo contenidos en SN 1987a. Muchos creen que el exceso de calor es un indicio de que se trata de una estrella de neutrones joven, lo que la convierte en la estrella de neutrones más pequeña jamás descubierta.

crédito: B. Sijan et al/Universidad de Cardiff

Ahora, únete a JWST, Mostrando su apariencia única.

SN 1987a JWST Webb Características comentadas

La Webb NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) capturó esta imagen detallada de SN 1987A (Supernova 1987A), que ha sido anotada para resaltar estructuras clave. En el centro, el material expulsado de la supernova tiene forma de ojo de cerradura. A su izquierda y derecha hay tenues medias lunas descubiertas recientemente por Webb. Detrás de ellos hay un anillo ecuatorial, hecho de material expulsado decenas de miles de años antes de la explosión de la supernova, que contiene puntos calientes brillantes. Fuera de eso hay emisión difusa y dos anillos exteriores débiles.

crédito: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Universidad de Cardiff), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Universidad de Estocolmo), Josephine Larsson (KTH); Terapeuta: Alyssa Pagan (STScI)

Características recientemente reveladas Incluye «medialunas» que aparecen en el gas..

SN 1987a JWST

La región más interna del remanente de SN 1987a, según lo revelado por el Telescopio Espacial James Webb, muestra gas y polvo que bloquean la luz en el centro, y formas en forma de media luna, todo dentro de la región esférica de gas caliente afectada por las eyecciones de la supernova. Las características de la media luna, en particular, no han sido vistas por ningún telescopio anterior al Telescopio Espacial James Webb, y su naturaleza aún no ha sido revelada.

crédito: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Universidad de Cardiff), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Universidad de Estocolmo), Josephine Larsson (KTH); Terapeuta: Alyssa Pagan (STScI)

¿Son proyectiles regulares o formas esculpidas por campos magnéticos?

Restos de Sn 1987a

La explosión de la supernova enriquece el medio interestelar circundante con elementos pesados. Esta ilustración del remanente de SN 1987a muestra cómo se recicla el material de una estrella muerta al medio interestelar. Sin embargo, qué está sucediendo exactamente en el centro del remanente sigue siendo un misterio, ya que ni siquiera el potente generador de imágenes NIRCam del JWST no puede penetrar completamente el polvo que bloquea la luz para ver qué hay dentro.

crédito: ISO/L. Calada

La evolución del remanente de supernova eventualmente revelará el objeto que contiene.

Mano de Dios Nebulosa del Viento Pulsar

Un objeto pequeño y denso de sólo doce millas de diámetro es responsable de la nebulosa de rayos X que se extiende a unos 150 años luz de diámetro. Este púlsar gira aproximadamente 7 veces por segundo y tiene un campo magnético en su superficie que se estima que es 15 billones de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra. Quizás, dentro de lo que queda de SN 1987a, esté ocurriendo una versión moderna de este fenómeno.

crédito:NASA/CXC/CfA/P. Slane et al.

Es posible que estemos presenciando la formación del púlsar más nuevo de nuestro cúmulo local.

Campo magnético de una estrella de neutrones.

Esta simulación por computadora de una estrella de neutrones muestra partículas cargadas orbitadas por campos eléctricos y magnéticos extremadamente fuertes de la estrella de neutrones. Es posible que se haya formado una estrella de neutrones dentro de los restos de SN 1987a, pero la región todavía es demasiado polvorienta y rica en gas para que escapen los «pulsos».

crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

Mostly Mute Monday cuenta una historia astronómica con imágenes, elementos visuales y no más de 200 palabras.

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