La grumosa muerte de una estrella.

La supernova de Tycho.

Imagen combinacoión de imágenes ópticas del Digital Sky Survive  y de rayos x del observatorio espacial de rayos X Chandra del remanente de supernova de Tycho. Esta imagen del remanente de supernova Tycho de Chandra revela un patrón intrigante de grupos brillantes y agujeros más débiles que dan pistas sobre su origen. Para enfatizar estas características, se seleccionaron dos rangos estrechos de energías de rayos X para aislar el material (silicio, color rojo) alejándose de la Tierra y acercándose a nosotros (también silicio, color azul). Los otros colores en la imagen (amarillo, verde, azul-verde, naranja y púrpura) muestran una amplia gama de diferentes energías y elementos, y una mezcla de direcciones de movimiento. Los datos de rayos X de Chandra se muestran junto con una imagen óptica de las estrellas en el mismo campo de visión de Digitized Sky Survey. Crédito: Rayos X: NASA / CXC / RIKEN y GSFC / T. Sato y col; Óptico: DSS.

En 1572, el astrónomo danés Tycho Brahe fue uno de los que notó un nuevo objeto brillante en la constelación de la constelación de Casiopea. Añadiendo combustible al fuego intelectual que comenzó Copérnico, Tycho mostró que esta "nueva estrella" estaba mucho más allá de la Luna, y que era posible que el Universo más allá del Sol y los planetas cambiaran.

Los astrónomos ahora saben que la nueva estrella de Tycho no era nueva en absoluto. Más bien señaló la muerte de una estrella en una supernova, una explosión tan brillante que puede eclipsar la luz de toda una galaxia. Esta supernova particular era un tipo Ia, que ocurre cuando una estrella enana blanca extrae material de una estrella compañera cercana o se fusiona con ella hasta que se desencadena una explosión violenta. La estrella enana blanca es borrada, enviando sus escombros al espacio.

Al igual que con muchos remanentes de supernova, el remanente de supernova de Tycho, como se lo conoce hoy (o "Tycho", para abreviar), brilla intensamente en la luz de rayos X porque las ondas de choque, similares a las explosiones sónicas de los aviones supersónicos, generadas por el calor de explosión estelar los restos estelares hasta millones de grados. En sus dos décadas de funcionamiento, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha capturado imágenes de rayos X incomparables de muchos restos de supernovas.

Chandra revela un patrón intrigante de grupos brillantes y áreas más débiles en Tycho. ¿Qué causó esta espesura de nudos después de esta explosión? ¿La explosión en sí misma causó esta aglomeración, o fue algo que sucedió después?

Esta última imagen de Tycho de Chandra está proporcionando pistas. Para enfatizar los grupos en la imagen y la naturaleza tridimensional de Tycho, los científicos seleccionaron dos rangos estrechos de energías de rayos X para aislar el material (silicio, color rojo) que se aleja de la Tierra y se mueve hacia nosotros (también silicio, color azul ) Los otros colores en la imagen (amarillo, verde, azul-verde, naranja y morado) muestran una amplia gama de diferentes energías y elementos, y una mezcla de direcciones de movimiento. En esta nueva imagen compuesta, los datos de rayos X de Chandra se han combinado con una imagen óptica de las estrellas en el mismo campo de visión de Digitized Sky Survey.

Al comparar la imagen de Tycho de Chandra con dos simulaciones de computadora diferentes, los investigadores pudieron probar sus ideas contra datos reales. Una de las simulaciones comenzó con escombros grumosos de la explosión. El otro comenzó con escombros suaves de la explosión y luego apareció la aglomeración a medida que el remanente de supernova evolucionó y se magnificaron pequeñas irregularidades.

Luego se utilizó un análisis estadístico utilizando una técnica que es sensible al número y tamaño de los grupos y agujeros en las imágenes. Al comparar los resultados de Chandra y las imágenes simuladas, los científicos descubrieron que el remanente de supernova de Tycho se parece mucho a un escenario en el que los grupos provenían de la explosión misma. Si bien los científicos no están seguros de cómo hacerlo, una posibilidad es que la explosión de la estrella haya tenido múltiples puntos de ignición, como los cartuchos de dinamita que se activan simultáneamente en diferentes lugares.

Comprender los detalles de cómo explotan estas estrellas es importante porque puede mejorar la confiabilidad del uso de las "velas estándar" de supernovas Tipo Ia, es decir, objetos con brillo inherente conocido, que los científicos pueden usar para determinar su distancia. Esto es muy importante para estudiar la expansión del universo. Estas supernovas también rocían elementos como el hierro y el silicio, que son esenciales para la vida tal como la conocemos, en la próxima generación de estrellas y planetas.

Un artículo que describe estos resultados apareció en la edición del 10 de julio de 2019 de The Astrophysical Journal y está disponible en línea. Los autores son Toshiki Sato (RIKEN en Saitama, Japón, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland), John (Jack) Hughes (Universidad de Rutgers en Piscataway, Nueva Jersey), Brian Williams, (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA), y Mikio Morii (Instituto de Matemáticas Estadísticas en Tokio, Japón).

Otro equipo de astrónomos, dirigido por Gilles Ferrand de RIKEN en Saitama, Japón, ha construido sus propios modelos tridimensionales de computadora de un remanente de supernova Tipo Ia a medida que cambia con el tiempo. Su trabajo muestra que se requieren asimetrías iniciales en la explosión de supernova simulada para que el modelo del remanente de supernova resultante se parezca mucho a la imagen Chandra de Tycho, a una edad similar. Esta conclusión es similar a la realizada por Sato y su equipo.

Un artículo que describe los resultados de Ferrand y sus coautores apareció en la edición del 1 de junio de 2019 de The Astrophysical Journal y está disponible en línea.

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge, Massachusetts.

En 1572, el astrónomo danés Tycho Brahe fue uno de los que notó una "nueva estrella" en la constelación de Cassiopeia. Los astrónomos ahora saben que este objeto no era nuevo en absoluto; en cambio, señaló la muerte de una estrella en una supernova. El remanente de la supernova Tycho es de una supernova "Tipo Ia" donde una estrella enana blanca explota después de exceder una masa crítica. Más de 400 años después, los datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA revelan un patrón grumoso y grumoso de regiones brillantes y más débiles en los escombros estelares. Los científicos compararon los datos de Chandra con simulaciones teóricas por computadora para tratar de determinar de dónde provienen estos grupos. Su investigación revela que la supernova misma probablemente fue la responsable, lo que sugiere que la explosión pudo haber detonado en múltiples puntos de la estrella. Comprender los detalles de las supernovas de Tipo Ia es importante porque los astrónomos las usan como "velas estándar" para estudiar el Universo a gran escala.

Crédito: 

Rayos X: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al; 

Optical: DSS

• Publicado en Chandra el 17 de octubre del 2 019, enlace publicación.