G1.9 + 0.3, los restos de una supernova.

G1.9 + 0.3, los restos notables de un Supernova reciente.

Imagen compuesta de longitudes de onda de rayos X y luz visible de la supernova  G1.9+0.3.

Los astrónomos estiman que una estrella explota como una supernova en nuestra Galaxia, en promedio, aproximadamente dos veces por siglo. En 2008, un equipo de científicos anunció que descubrieron los restos de una supernova que es la más reciente, en el tiempo de la Tierra, que se sabe que ha ocurrido en la Vía Láctea.

La explosión habría sido visible desde la Tierra hace poco más de cien años si no hubiera sido obscurecida por el polvo y el gas. Su ubicación probable está a unos 28.000 años luz de la Tierra cerca del centro de la Vía Láctea. Una larga observación equivalente a más de 11 días de observaciones de su campo de escombros, ahora conocido como el remanente de supernova G1.9 + 0.3, con el Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA, está proporcionando nuevos detalles sobre este importante evento.

La fuente de G1.9 + 0.3 fue muy probablemente una estrella enana blanca que sufrió una detonación termonuclear y fue destruida después de fusionarse con otra enana blanca, o de sacar material de una estrella acompañante en órbita. Se trata de una clase particular de explosiones de supernova (conocidas como Tipo Ia) que se utilizan como indicadores de distancia en cosmología porque son muy consistentes en brillo e increíblemente luminosas.

La explosión expulsó escombros estelares a altas velocidades, creando el remanente de la supernova que es visto hoy por Chandra y otros telescopios. Esta nueva imagen es un compuesto de Chandra donde los rayos X de baja energía son rojos, las energías intermedias son verdes y las de mayor energía son azules. También se muestran datos ópticos del Digitized Sky Survey, con estrellas que aparecen en blanco. Los nuevos datos de Chandra, obtenidos en 2011, revelan que G1.9 + 0.3 tiene varias propiedades notables.

Chandra.

Los datos de Chandra muestran que la mayor parte de la emisión de rayos X es "radiación de sincrotrón", producida por electrones extremadamente energéticos acelerados en la onda expansiva de rápida expansión de la supernova. Esta emisión da información sobre el origen de los rayos cósmicos, partículas energéticas que constantemente golpean la atmósfera de la Tierra, pero no mucha información sobre las supernovas de Tipo Ia.

Además, parte de la emisión de rayos X proviene de elementos producidos en la supernova, proporcionando pistas sobre la naturaleza de la explosión. La larga observación de Chandra fue requerida para desenterrar esas pistas. La mayoría de los remanentes de la supernova del tipo Ia son simétricos en la forma, con los desechos distribuidos uniformemente en todas las direcciones. Sin embargo, G1.9 + 0.3 exhibe un patrón extremadamente asimétrico. La emisión más fuerte de rayos X de elementos como el silicio, el azufre y el hierro se encuentra en la parte norte del remanente, dando un patrón extremadamente asimétrico.

Otra característica excepcional de este remanente es que el hierro, que se espera que se forme en lo profundo del interior de la estrella condenada y se mueva con relativa lentitud, se encuentra lejos del centro y se mueve a velocidades extremadamente altas de más de 3,8 millones de millas por hora. El hierro se mezcla con elementos más ligeros que se espera que se formen más lejos en la estrella.

Debido a la distribución desigual de los residuos del remanente y sus velocidades extremas, los investigadores concluyen que la explosión original de la supernova también tenía características muy inusuales. Es decir, la propia explosión debe haber sido altamente no uniforme e inusualmente enérgica.

Al comparar las propiedades del remanente con los modelos teóricos, los investigadores encontraron pistas sobre el mecanismo de explosión. Su concepto favorito de lo que ocurrió en G1.9 + 0.3 es una "detonación retardada", donde la explosión ocurre en dos fases diferentes. En primer lugar, las reacciones nucleares se producen en un frente de onda de expansión lenta, la producción de hierro y elementos similares. La energía de estas reacciones provoca que la estrella se expanda, cambiando su densidad y permitiendo que se produzca un frente de detonación mucho más rápido de las reacciones nucleares.

Si la explosión fuera altamente asimétrica, entonces habría grandes variaciones en la tasa de expansión en diferentes partes del remanente. Estos deben ser medibles con futuras observaciones con rayos X usando Chandra y ondas de radio con la NSF Karl G. Jansky Very Large Array.

Las observaciones de G1.9 + 0.3 permiten a los astrónomos una vista especial de cerca de un resto de supernova joven y sus restos rápidamente cambiantes. Muchos de estos cambios son impulsados ​​por la desintegración radiactiva de elementos expulsados ​​en la explosión. Por ejemplo, una gran cantidad de antimateria debería haberse formado después de la explosión por desintegración radiactiva de cobalto. Sobre la base de la masa estimada de hierro, que se forma por la desintegración radiactiva del níquel al cobalto al hierro, se debería haber formado más de cien millones de billones (es decir, diez elevada al poder de veinte) libras de positrones, la contraparte de la antimateria a los electrones. Sin embargo, casi todos estos positrones deben haberse combinado con electrones y haber sido destruidos, por lo que no debe permanecer una firma de observación directa de esta antimateria.

Un documento que describe estos resultados está disponible en línea y se publicará en el 1 de julio de 2013 cuestión de The Astrophysical Journal Letters. El primer autor es Kazimierz Borkowski de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NCSU), en Raleigh, NC y sus co-autores son Stephen Reynolds, también de NCSU; Una Hwang del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (GSFC) en Greenbelt, MD; David Green del laboratorio Cavendish en Cambridge, Reino Unido; Robert Petre, también de GSFC; Kalyani Krishnamurthy de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte y Rebecca Willett, también de la Universidad de Duke.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra desde Cambridge, Massachusetts.

Créditos:
Rayos X: (NASA / CXC / NCSU / K.Borkowski et al.);
Óptico (DSS)

Publicado en Chandra el 26 de junio del 2.013.