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Cuando se vio una supernova brillando en el cielo nocturno durante seis meses en 1181, era tan brillante que los astrónomos chinos y japoneses la registraron como una «estrella invitada» en la constelación de Casiopea.
Ahora, los astrónomos que utilizan el Keck Cosmic Web Imager, o KCWI, en el Observatorio W.M Keck en Hawaii, han mapeado un campo de filamentos extraños que se extienden lejos de donde explotó la estrella.
Esta es la primera vez que los filamentos suaves, parecidos a un diente de león, se observan en 3D mientras se alejan del lugar de la explosión alrededor de la estrella muerta. Los investigadores compartieron los resultados de su trabajo, que proporcionan nueva claridad sobre la estructura del remanente de supernova, en un artículo publicado el 24 de octubre. Cartas de revistas astrofísicas.
«Una imagen estándar de un remanente de supernova sería una imagen fija de un espectáculo de fuegos artificiales», dijo en un comunicado el coautor del estudio Christopher Martin, profesor de física en Caltech y líder del equipo que construyó el generador de imágenes.
«KCWI nos ofrece algo así como una ‘película’ donde podemos medir el movimiento de las brasas de la explosión a medida que emergen de la erupción central».
Este descubrimiento añade otra pieza al rompecabezas mientras los astrónomos buscan comprender los restos que dejó esta inusual supernova. En este caso, los filamentos se alejan de la «estrella zombi» creada por la explosión. Cada vez que los investigadores observan una supernova, descubren más sorpresas.
La búsqueda de evidencia visual de la supernova, llamada SN 1181, continuó durante siglos antes de que el astrónomo aficionado Dana Bachek descubriera por primera vez su remanente en 2013.
Bachek descubrió una nebulosa cerca del sitio original de la supernova mientras examinaba imágenes tomadas por la ahora retirada misión Wide Field Infrarrojos de la NASA. Albert Zijlstra, profesor de astrofísica de la Universidad de Manchester en Inglaterra, presentó posteriormente La relación entre la nebulosa y SN 1181 En 2021.
La nebulosa, una nube de material eyectada por una supernova, se llama Pa 30.
Luego, en 2023, los astrónomos detectaron extraños filamentos que brillaban con luz de azufre dentro de la nebulosa. Los científicos saben que la supernova creó las cuerdas, pero no está claro cómo y cuándo se formaron estas estructuras.
La supernova de 1181 no fue una explosión estelar ordinaria. Los científicos creen que este evento fue el resultado de una explosión termonuclear que ocurrió en una enana blanca o una estrella muerta densa. Es posible que dos estrellas enanas blancas hayan chocado para formar una supernova. Pero el impacto creó sólo una explosión parcial.
Las explosiones violentas de supernovas suelen destruir las enanas blancas, pero la explosión parcial, conocida como supernova de tipo raro, dejó en su lugar una estrella zombi.
«Debido a que se trataba de una explosión fallida, era más débil que las supernovas normales, lo que se ha demostrado que es consistente con los registros históricos», dijo en un comunicado la coautora del estudio Ilaria Caiazzo, profesora asistente en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria. declaración.
Para observar más de cerca los filamentos dejados por la extraña explosión, los astrónomos recurrieron al generador de imágenes de red cósmica Keck. La herramienta está diseñada para capturar información para cada píxel de una imagen en múltiples longitudes de onda de luz.
Los poderosos datos capturados por la herramienta permitieron al equipo medir los movimientos de cada hilo y crear un mapa 3D. Mientras que los filamentos que se mueven hacia la Tierra se encuentran en la parte más azul y de alta energía de la luz visible que el ojo humano puede ver, los filamentos que se mueven en la dirección opuesta aparecen más rojos.
Es similar al efecto Doppler que se observa cuando los vehículos de emergencia encienden sus sirenas; La bocina de un automóvil que se acerca sonará con una frecuencia más alta, pero a medida que usted se aleja, las ondas sonoras se expanden y emiten una frecuencia más baja.
El Keck Cosmic Web Imager permitió medir la velocidad de cualquier material dentro de la nebulosa que emitiera luz. Cuando el equipo analizó los datos, descubrió que los filamentos se alejaban del sitio de la supernova a una velocidad de 2,2 millones de millas por hora (unos 1.000 kilómetros por segundo).
«Descubrimos que el material de los filamentos se está expandiendo balísticamente», dijo Tim Cunningham, autor principal del estudio y miembro del Hubble de la NASA en el Centro de Astrofísica. Harvard y Smithsonian, en un comunicado. «Esto significa que el material no se ha ralentizado ni acelerado desde la explosión. A partir de las velocidades medidas y mirando hacia atrás en el tiempo, se puede determinar aproximadamente la explosión en el año 1181».
Aunque la luz de la supernova llegó por primera vez a la Tierra el 6 de agosto de 1181, la explosión se produjo mucho antes. La estrella estaba a 7.500 años luz de la Tierra, por lo que la luz brillante de la supernova tardó 7.500 años en hacerse visible en el cielo nocturno de la Tierra, dijo Zijlstra, que no participó en el nuevo estudio.
Los datos 3D también apuntaron a nuevos misterios, como una gran cavidad dentro de la estructura de la nebulosa, así como evidencia de que la supernova se produjo de forma asimétrica.
Los filamentos parecen irradiar desde una capa exterior que se extiende desde la estrella central, dijo Cunningham. Pero el equipo aún no está seguro de cómo se forman los filamentos.
“Hay dos escenarios propuestos: 1) una onda de choque que regresa hacia la estrella hace que el polvo se sublime en gas caliente, que luego se enfría rápidamente y se acumula en filamentos rectos o 2) los rápidos vientos de la estrella arrancan los cúmulos de polvo. estrella central”, dijo Cunningham en un correo electrónico. «Nuestras observaciones no pueden distinguir entre estos dos modelos, y se necesitan más observaciones y teorías para comprender esta nebulosa, ¡pero nuestras observaciones proporcionaron una pieza importante del rompecabezas!»
El año pasado se realizaron estudios para arrojar luz sobre los secretos de los hilos después de que un trabajo de investigación los revelara en 2023.
Si bien los filamentos lineales son inusuales para una supernova, Zijlstra dijo que se parecen a las características que se ven en las nebulosas planetarias, o las envolturas brillantes de gas alrededor de estrellas moribundas, como las nebulosas planetarias. La Nebulosa del Anillo Sur y Nebulosa del anillo Observado por el telescopio espacial James Webb.
La estructura única de los filamentos «representaba un gran desafío para explicar físicamente, especialmente dado que los filamentos (previamente) observados parecían extenderse desde las regiones centrales hacia las exteriores», dijo Takatoshi Ko, estudiante de doctorado en el Centro de Investigación del Universo Temprano de Harvard. . Universidad de Tokio.
Kuo no participó en las nuevas observaciones del Keck Cosmic Web Imager, pero él y sus colegas sí publicó un estudio A principios de este año, se sugirió que el remanente de supernova consta de múltiples regiones, lo que dificulta conciliar la composición exacta de los filamentos.
Las observaciones del nuevo estudio muestran que los filamentos sólo se extienden a través de las regiones exteriores de la nebulosa, en lugar de desde el centro hacia afuera, lo que añade más evidencia a la idea de que hay múltiples regiones dentro del remanente de supernova, dijo Kuo. Cuanta más claridad obtengan los investigadores sobre la estructura de los filamentos, más probabilidades tendrán de descubrir qué formó el diente de león cósmico en primer lugar.
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