Los grandes observatorios de la NASA ayudan a los astrónomos a construir una visualización en 3D de la estrella explotada.

• Los datos visibles, infrarrojos y de rayos X de los Grandes Observatorios de la NASA se combinaron para crear una representación tridimensional de la Nebulosa del Cangrejo.
• La visualización de gráficos por computadora de longitud de onda múltiple se basa en imágenes de los telescopios espaciales Chandra, Hubble y Spitzer.
• El poderoso "motor" que energiza todo el sistema es un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente, que dispara pulsos de radiación abrasadores hacia nosotros 30 veces por segundo con precisión mecánica.
• El vídeo disecciona la intrincada estructura anidada que conforma el cadáver estelar, dando a los espectadores un vistazo de los procesos físicos extremos y complejos que alimentan la nebulosa.

En el año 1054 dC, los observadores del cielo chinos fueron testigos de la repentina aparición de una "nueva estrella" en los cielos, que registraron como seis veces más brillante que Venus, lo que lo convirtió en el evento estelar más brillante observado en la historia registrada. Esta "estrella invitada", como la describieron, era tan brillante que la gente la vio en el cielo durante el día durante casi un mes. Los nativos americanos también registraron su misteriosa aparición en petroglifos.

Observando la nebulosa con el telescopio más grande de la época, Lord Rosse en 1844 llamó al objeto "Cangrejo" debido a su estructura en forma de tentáculo. Pero no fue hasta la década de 1900 que los astrónomos se dieron cuenta de que la nebulosa era la reliquia sobreviviente de la supernova 1054, la explosión de una estrella masiva.

Ahora, los astrónomos y los especialistas en visualización del programa Universe of Learning de la NASA han combinado la visión visible, infrarroja y de rayos X de los Grandes Observatorios de la NASA para crear una representación tridimensional de la dinámica Nebulosa del Cangrejo. Ciertas estructuras y procesos, impulsados ​​por el motor de púlsar en el corazón de la nebulosa, se ven mejor en longitudes de onda particulares.

La visualización de gráficos por computadora de longitud de onda múltiple se basa en imágenes del Observatorio de rayos X Chandra y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. El vídeo de aproximadamente tres minutos disecciona la intrincada estructura anidada que compone este cadáver estelar, brindando a los espectadores una mejor comprensión de los procesos físicos extremos y complejos que alimentan la nebulosa. El poderoso "motor" que energiza todo el sistema es un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente, el núcleo aplastado superdenso de la estrella explotada. La minúscula dinamo está lanzando pulsos de radiación abrasadores hacia nosotros 30 veces por segundo con una precisión de reloj increíble.

Imagen de la Nebulosa del Cangrejo en múltiples longitudes de onda. El púlsar del cangrejo se puede observar en el centro de la nebulosa. Crédito: NASA / ESA / STScI / F.Summers, et al .; NASA / CXC / SAO / N.Wolk, et al., Y NASA / Caltech / IPAC / R.Hurt

La película comienza mostrando la Nebulosa del Cangrejo en contexto, señalando su ubicación en la constelación de Tauro. Esta vista se amplía para presentar las imágenes de Hubble, Spitzer y Chandra de la Nebulosa del Cangrejo, cada una de las cuales destaca una de las estructuras anidadas en el sistema. Luego, el vídeo comienza una acumulación lenta de la estructura tridimensional de rayos X, que muestra el púlsar y un disco anillado de material energizado, y agrega chorros de partículas que se disparan desde los extremos opuestos de la dinamo energética.

A continuación, aparece una vista infrarroja giratoria de una nube que envuelve el sistema de púlsar y que brilla por la radiación sincrotrón. Esta forma distintiva de radiación ocurre cuando corrientes de partículas cargadas giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético. También hay emisión infrarroja de polvo y gas.

La capa exterior de luz visible de la Nebulosa del Cangrejo aparece a continuación. Pareciendo una jaula alrededor de todo el sistema, esta capa de gas brillante consiste en filamentos de oxígeno ionizado en forma de tentáculo (a los átomos de oxígeno les faltan uno o más electrones). El tsunami de partículas desatadas por el púlsar está empujando esta nube de escombros en expansión como un animal sacudiendo su jaula.

Los modelos de rayos X, infrarrojos y de luz visible se combinan al final de la película para revelar tanto una vista giratoria tridimensional de longitud de onda múltiple como la imagen bidimensional de longitud de onda multidimensional correspondiente de la Nebulosa Cangrejo.

La interpretación tridimensional está guiada por datos y evidencia científica, conocimiento e intuición científica y licencia artística. Comenzando con las imágenes bidimensionales de Hubble, Spitzer y Chandra, el equipo trabajó con expertos para analizar las complejas estructuras anidadas que comprenden la nebulosa e identificar la mejor longitud de onda para representar cada estructura.

Las estructuras tridimensionales sirven como aproximaciones científicamente informadas para visualizar la nebulosa. Las estructuras anidadas muestran que la nebulosa no es un remanente clásico de supernova, como se pensaba comúnmente, pero que el sistema se clasifica mejor como una nebulosa de viento de púlsar. Un remanente de supernova tradicional consiste en una onda expansiva y restos de la supernova que se han calentado a millones de grados. En una nebulosa de viento de púlsar, la región interna del sistema consiste en gas de baja temperatura que se calienta hasta miles de grados por la radiación sincrotrón de alta energía.

La visualización es una de una nueva generación de productos y experiencias desarrolladas por el programa Universe of Learning de la NASA. El esfuerzo combina una conexión directa con la ciencia y los científicos de las misiones de Astrofísica de la NASA con atención a las necesidades de la audiencia para permitir que los jóvenes, las familias y los alumnos de toda la vida exploren preguntas fundamentales en la ciencia, experimenten cómo se hace la ciencia y descubran el universo por sí mismos.

Este vídeo demuestra el poder de la astronomía de longitud de onda múltiple. Ayuda al público a comprender cómo se hace la ciencia: cómo y por qué los astrónomos usan múltiples regiones del espectro electromagnético para explorar y aprender sobre nuestro universo.

Frank Summers y el equipo de visualización de STScI trabajaron con Robert Hurt, científico principal de visualización en IPAC, en las imágenes de Spitzer; y Nancy Wolk, especialista en procesamiento de imágenes en el Centro de rayos X Chandra en el CfA, sobre las imágenes Chandra. Los materiales del Universo de Aprendizaje de la NASA se basan en el trabajo apoyado por la NASA en virtud del acuerdo de cooperación número de concesión NNX16AC65A al Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, trabajando en colaboración con Caltech / IPAC, Jet Propulsion Laboratory, CfA y Sonoma State University.

El Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico Smithsoniano en Cambridge y Burlington, Massachusetts, controla las operaciones científicas y de vuelo de Chandra.

Crédito: NASA / ESA / STScI / F.Summers, et al .; NASA / CXC / SAO / N.Wolk, et al., Y NASA / Caltech / IPAC / R.Hurt

• Publicado el 5 de enero del 2019, enlace imagen.