Los escombros de una explosión estelar.

La supernova remanente de Tycho.

Vídeo compuesto de las imágenes de la supernova de Tycho observada desde 2.000 hasta 2.015.

Cuando la estrella que creó este remanente de supernova explotó en 1572 era tan brillante que podía ser visible durante el día. Y aunque no fue la primera o la única persona en observar este espectáculo estelar, el astrónomo danés Tycho Brahe escribió un libro sobre sus extensas observaciones del evento, ganándose el honor de que lo nombraran.

En los tiempos modernos, los astrónomos han observado el campo de escombros de esta explosión, lo que ahora se conoce como el remanente de la supernova de Tycho, utilizando datos del Observatorio de rayos X de Chandra de la NASA, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la NSF y muchos otros telescopios. Hoy en día, saben que el remanente de Tycho fue creado por la explosión de una estrella enana blanca, haciéndolo parte de la clase de supernovas Tipo Ia utilizada para rastrear la expansión del Universo.

Dado que gran parte del material lanzado desde la estrella destrozada ha sido calentado por las ondas de choque, similares a las explosiones sonoras de los planos supersónicos, que pasan a través de él, el remanente brilla intensamente en la luz de rayos X. Los astrónomos ahora han usado las observaciones de Chandra desde 2000 hasta 2015 para crear la película más larga de la evolución de los rayos X del remanente de Tycho a lo largo del tiempo, usando cinco imágenes diferentes. Esto muestra que la expansión de la explosión aún continúa unos 450 años después, como se ve desde el punto de vista de la Tierra a unos 10.000 años luz de distancia.

Imagen del remanente de la supernova de Tycho.

Al combinar los datos de rayos X con unos 30 años de observaciones en ondas de radio con el VLA (Very Large Array), los astrónomos también han producido una película, usando tres imágenes diferentes. Los astrónomos han utilizado estos datos de radiografía y radio para aprender cosas nuevas sobre esta supernova y su remanente.

Los investigadores midieron la velocidad de la onda expansiva en muchos lugares diferentes alrededor del remanente. El gran tamaño del remanente permite que este movimiento se mida con una precisión relativamente alta. Aunque el remanente es aproximadamente circular, hay claras diferencias en la velocidad de la onda expansiva en diferentes regiones. La velocidad en las direcciones derecha e inferior derecha es aproximadamente dos veces más grande que en las direcciones izquierda y izquierda. Esta diferencia también se vio en observaciones anteriores.

Chandra.

Este rango de velocidad del movimiento externo de la onda expansiva es causado por las diferencias en la densidad del gas que rodea al remanente de la supernova. Esto provoca un desplazamiento en la posición del sitio de explosión desde el centro geométrico, determinado al ubicar el centro del remanente circular. Los astrónomos encontraron que el tamaño del desplazamiento es aproximadamente el 10% del radio actual del remanente, hacia la parte superior izquierda del centro geométrico. El equipo también descubrió que la velocidad máxima de la onda expansiva es de aproximadamente 12 millones de millas por hora. Esto significa que el remanente se ha expandido en aproximadamente 100 billones de millas durante el tiempo que Chandra lo ha observado.

Compensaciones como esta entre el centro de explosión y el centro geométrico podrían existir en otros remanentes de supernova. Es importante comprender la ubicación del centro de explosión de las supernovas de Tipo Ia porque limita la región de búsqueda de una estrella compañera superviviente. Cualquier estrella compañera superviviente ayudaría a identificar el mecanismo de activación de la supernova, mostrando que la enana blanca sacó material de la estrella compañera hasta que alcanzó una masa crítica y explotó. La falta de una estrella compañera favorecería el otro mecanismo principal de activación, donde dos enanas blancas se fusionan causando que se exceda la masa crítica, sin dejar ninguna estrella detrás.

La desviación significativa desde el centro de la explosión hasta el centro geométrico del remanente es un fenómeno relativamente reciente. Durante los primeros cientos de años del remanente, el impacto de la explosión fue tan poderoso que la densidad del gas en el que se encontraba no afectó su movimiento. La discrepancia de densidad desde el lado izquierdo hacia la derecha se ha incrementado a medida que el impacto se desplazaba hacia afuera, haciendo que el desplazamiento en posición entre el centro de explosión y el centro geométrico crezca con el tiempo. Por lo tanto, si los futuros astrónomos de rayos X, digamos dentro de 1,000 años, hagan la misma observación, deberían encontrar una compensación mucho mayor.

Antenas del Very Large Array, VLA.
Crédito: NRAO.

Se ha aceptado un artículo que describe estos resultados para su publicación en The Astrophysical Journal Letters y está disponible  en línea. Los autores son Brian Williams (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades), Laura Chomiuk (Universidad Estatal de Michigan), John Hewitt (Universidad del Norte de Florida), John Blondin (Universidad Estatal de Carolina del Norte), Kazimierz Borkowski (NCSU) Parviz Ghavamian (Universidad de Towson), Robert Petre (GSFC) y Stephen Reynolds (NCSU).

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El observatorio astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla las operaciones de vuelo y ciencia de Chandra.

Crédito:

Rayos X: NASA / CXC / GSFC / B.Williams et al; 

Óptico: DSS.

Publicado en Chandra el 12 de mayo de 2016.