El amanecer de una nueva era para la Supernova 1987A

La supernova SN 1987A, una nueva época.
SN 1987A, el comienzo de una nueva era.

Hace tres décadas, los astrónomos detectaron una de las estrellas explosivas más brillantes en más de 400 años. La supernova titánica, llamada Supernova 1987A (SN 1987A), brilló con el poder de 100 millones de soles durante varios meses después de su descubrimiento el 23 de febrero de 1987.

Desde ese primer avistamiento, SN 1987A ha seguido fascinando a los astrónomos con su espectacular brillo. Ubicada en la cercana galaxia de la Gran Nube de Magallanes, es la explosión de supernova más cercana observada en cientos de años y la mejor oportunidad hasta ahora para que los astrónomos estudien las fases antes, durante y después de la muerte de una estrella.

Para conmemorar el 30 aniversario del SN 1987A, se lanzarán nuevas imágenes, películas de lapso de tiempo, una animación basada en datos basada en el trabajo dirigido por Salvatore Orlando en el INAF-Observatorio Astronómico de Palermo, Italia, y un modelo tridimensional. Combinando datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Observatorio de Rayos X Chandra, así como del Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) internacional, los astrónomos y el público pueden explorar SN 1987A como nunca antes.

Hubble ha observado repetidamente SN 1987A desde 1990, acumulando cientos de imágenes, y Chandra comenzó a observar SN 1987A poco después de su despliegue en 1999. ALMA, una poderosa matriz de 66 antenas, ha estado recopilando datos milimétricos y submilimétricos de alta resolución en SN 1987A desde su inicio.

"Los 30 años de observaciones de SN 1987A son importantes porque proporcionan información sobre las últimas etapas de la evolución estelar", dijo Robert Kirshner del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts, y la Fundación Gordon y Betty Moore. en Palo Alto, California

Los últimos datos de estos potentes telescopios indican que SN 1987A ha superado un umbral importante. La onda de choque de la supernova se mueve más allá del denso anillo de gas producido al final de la vida de la estrella pre-supernova cuando un flujo rápido o viento de la estrella colisionó con un viento más lento generado en una fase gigante roja anterior de la evolución de la estrella. Lo que se encuentra más allá del anillo es poco conocido en la actualidad, y depende de los detalles de la evolución de la estrella cuando era un gigante rojo.

"Los detalles de esta transición darán a los astrónomos una mejor comprensión de la vida de la estrella condenada y cómo terminó", dijo Kari Frank, de la Universidad Estatal de Pensilvania, quien dirigió el último estudio de Chandra sobre SN 1987A.

Las supernovas como SN 1987A pueden agitar el gas circundante y desencadenar la formación de nuevas estrellas y planetas. El gas del que se forman estas estrellas y planetas se enriquecerá con elementos como el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el hierro, que son los componentes básicos de toda la vida conocida. Estos elementos se forjan dentro de la estrella pre-supernova y durante la explosión de la supernova en sí, y luego se dispersan en su galaxia anfitriona al expandir los restos de supernova. Los estudios continuados de SN 1987A deben proporcionar una visión única de las primeras etapas de esta dispersión.

Esta nueva imagen del remanente de supernova SN 1987A fue tomada por
el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA en enero de 2017 utilizando
su Cámara de Campo Ampilo, Wide Field Camera 3 (WFC3).
Desde su lanzamiento en 1990, Hubble ha observado varias veces la expansión de la nube
de polvo del SN 1987A y de esta forma ha ayudado a los astrónomos a comprender mejor
estas explosiones cósmicas. La Supernova 1987A se encuentra en el centro de la imagen
en medio de un fondo de estrellas. El anillo brillante alrededor de la región central
de la estrella explotada se compone de material expulsado por la estrella unos
20.000 años antes de que se produjera la explosión real. La supernova está
rodeada de nubes gaseosas. El color rojo de las nubes representa el brillo del
gas de hidrógeno. Los colores de las estrellas de primer plano y de fondo se
agregaron a partir de las observaciones tomadas por la Cámara Planetaria de
Campo Amplio 2 de Hubble (WFPC2).
Crédito: NASA, ESA y R. Kirshner (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica
y Fundación Gordon y Betty Moore) y P. Challis (Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica)
Algunos aspectos destacados de los estudios que involucran estos telescopios incluyen:

  • Los estudios de Hubble han revelado que el anillo denso de gas alrededor de la supernova resplandece con luz óptica y tiene un diámetro de alrededor de un año luz. El anillo estaba allí al menos 20.000 años antes de que explotara la estrella. Un destello de luz ultravioleta de la explosión energizó el gas en el anillo, haciéndolo brillar por décadas.
  • La estructura central visible dentro del anillo en la imagen del Hubble ahora ha crecido a aproximadamente medio año luz de diámetro. Lo más notable son dos manchas de escombros en el centro del remanente de supernova que se alejan unas de otras a aproximadamente 20 millones de millas por hora.
  • Desde 1999 hasta 2013, los datos de Chandra mostraron un anillo expansivo de emisión de rayos X que se había ido haciendo cada vez más brillante. La onda explosiva de la explosión original ha estado explotando y calentando el anillo de gas que rodea la supernova, produciendo emisión de rayos X.
  • En los últimos años, el anillo ha dejado de ser más brillante en los rayos X. Desde aproximadamente febrero de 2013 hasta la última observación de Chandra analizada en septiembre de 2015, la cantidad total de rayos X de baja energía se ha mantenido constante. Además, la parte inferior izquierda del anillo ha comenzado a desvanecerse. Estos cambios proporcionan evidencia de que la onda expansiva de la explosión se ha movido más allá del anillo a una región con gas menos denso. Esto representa el final de una era para SN 1987A.
  • A partir de 2012, los astrónomos utilizaron ALMA para observar los restos brillantes de la supernova, y estudiaron cómo el remanente está forjando grandes cantidades de polvo nuevo a partir de los nuevos elementos creados en la estrella progenitora. Una parte de este polvo se abrirá camino hacia el espacio interestelar y puede convertirse en los bloques de construcción de futuras estrellas y planetas en otro sistema. Estas observaciones también sugieren que el polvo en el universo temprano probablemente se formó a partir de explosiones de supernovas similares.
  • Los astrónomos también siguen buscando evidencias de un agujero negro o una estrella de neutrones dejadas por la explosión. Observaron un destello de neutrinos de la estrella justo cuando estalló. Esta detección hace que los astrónomos estén seguros de que se formó un objeto compacto cuando el centro de la estrella colapsó, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro, pero ningún telescopio ha descubierto ninguna evidencia de uno.

Estas últimas imágenes fueron posibles al combinar varias fuentes de información, incluidas simulaciones de Salvatore Orlando y colaboradores que aparecen en este documento: https://arxiv.org/abs/1508.02275. El estudio de Chandra por Frank et al. se puede encontrar en línea en http://lanl.arxiv.org/abs/1608.02160. Los resultados recientes de ALMA en SN 1987A están disponibles en https://arxiv.org/abs/1312.4086.

El programa Chandra es administrado por el Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian de Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington.

ALMA es una asociación de ESO (que representa a sus estados miembros), NSF (EE. UU.) Y NINS (Japón), junto con NRC (Canadá), NSC y ASIAA (Taiwán) y KASI (República de Corea del Sur), en cooperación con la República de Chile. El Observatorio Conjunto de ALMA es operado por ESO, AUI / NRAO y NAOJ.

Una imagen etiquetada, un podcast y un video sobre los hallazgos están disponibles en:
http://chandra.si.edu

Para obtener más imágenes de Chandra, multimedia y materiales relacionados, visite:
http://www.nasa.gov/chandra

Contactos de medios:
Megan Watzke
Centro de rayos X Chandra, Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
mwatzke@cfa.harvard.edu

Comunicado de prensa.


El Inicio de una Nueva Era para la Supernova 1987A.
Gif de SN 1987A.

Para conmemorar el 30º aniversario de la Supernova 1987A (SN 1987A), se ha lanzado un nuevo paquete de material compuesto por imágenes, películas de lapso de tiempo, una animación y un modelo tridimensional imprimible. Los restos del SN 1987A están entrando en una nueva era, como se explica en nuestro comunicado de prensa.

SN 1987A fue visto por primera vez en la Gran Nube de Magallanes por observadores en el hemisferio sur el 24 de febrero de 1987. Fue la explosión de supernova más cercana en los tiempos modernos y proporciona a los astrónomos la mejor oportunidad de estudiar las fases antes, durante y después del muerte de una estrella.

Una nueva imagen compuesta contiene rayos X del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA (azul), datos de luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA (verde) y datos de longitud de onda submilimétrica del telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile (rojo).

Los últimos datos de estos potentes telescopios indican que SN 1987A ha superado un umbral importante. La onda de choque de la supernova se mueve más allá del denso anillo de gas producido al final de la vida de la estrella pre-supernova cuando un flujo rápido o viento de la estrella colisionó con un viento más lento generado en una fase gigante roja anterior de la evolución de la estrella. Lo que se encuentra más allá del anillo es poco conocido en la actualidad, y depende de los detalles de la evolución de la estrella cuando era un gigante rojo.

Radiografía e imagen óptica (recortada) de SN 1987A. Esta imagen compuesta
muestra los efectos de una poderosa onda de choque alejándose de la explosión.
Aparecen puntos brillantes de rayos X y emisión óptica donde el choque
colisiona con las estructuras en el gas circundante. Estas estructuras fueron
talladas por el viento de la estrella destruida. Los puntos calientes en la imagen de Hubble
(rosa-blanco) rodean a Supernova 1987A como un collar de diamantes incandescentes.
 Los datos de Chandra (azul-violeta) revelan gas multimillonario en la
ubicación de los puntos calientes ópticos. Estos datos proporcionan información
valiosa sobre el comportamiento de la estrella condenada en los años previos a su explosión.
(Crédito: rayos X: NASA / CXC / PSU / S.Park & D.Burrows. Óptica: NASA / STScI / CfA / P.Challis)



Chandra comenzó a observar SN 1987A poco después de su despliegue en 1999, mientras que Hubble ha observado repetidamente SN 1987A y ha acumulado cientos de imágenes desde 1990. ALMA, una poderosa matriz de 66 antenas, ha estado recopilando datos milimétricos y submilimétricos de alta resolución en SN 1987A en años recientes.

Desde 1999 hasta 2013, los datos de Chandra mostraron un anillo expansivo de emisión de rayos X que se había ido haciendo cada vez más brillante. La onda explosiva de la explosión original ha estado explotando y calentando el anillo de gas que rodea la supernova, produciendo emisión de rayos X.

En los últimos años, se han producido cambios notables en los datos de Chandra. Desde aproximadamente febrero de 2013 hasta la última observación de Chandra analizada en septiembre de 2015, la cantidad total de rayos X de baja energía se ha mantenido constante. Además, la parte inferior izquierda del anillo ha comenzado a desvanecerse. Estos cambios proporcionan evidencia de que la onda expansiva de la explosión se ha movido más allá del anillo a una región con gas menos denso. Esto representa el final de una era para SN 1987A.

Además de esta imagen compuesta, se están lanzando muchos otros artículos visuales nuevos. Esto incluye el primer modelo tridimensional y animación de SN 1987A que vincula la supernova a su remanente, posible gracias al modelado y las simulaciones realizadas por Salvatore Orlando de INAF en Palermo, Italia, y sus colegas Marco Miceli (Universidad de Palermo), Fabrizio Bocchino (INAF / OAPA) y Maria Letizia Pumo (INAF / OAPA). Este trabajo ha sido publicado en The Astrophysical Journal y está disponible en línea.

Un artículo que describe el último estudio de Chandra sobre SN 1987A, dirigido por Kari Frank de Penn State, apareció en una edición reciente de The Astrophysical Journal y está disponible en línea. Los otros autores son Svetozar Zhekov (Instituto de Astronomía y Observatorio Astronómico Nacional, Bulgaria), Sangwook Park (Universidad de Texas), Richard McCray (Universidad de California, Berkeley) y Eli Dwek (Goddard Space Flight Center).

El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsonian de Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra.

Crédito:
Rayos X: NASA / CXC / SAO / PSU / K.Frank et al.; 
Óptico: NASA / STScI; 
Milímétrico: ESO / NAOJ / NRAO / ALMA

• Publicado en Chandra el 24 de febrero de 2017