La Nebulosa del Cangrejo vista con nueva luz por Webb de la NASA

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha observado la Nebulosa del Cangrejo, un remanente de supernova ubicado a 6.500 años luz de distancia en la constelación de Tauro. Desde el registro de este evento energético en 1054 EC por astrónomos del siglo XI, la Nebulosa del Cangrejo ha seguido atrayendo atención y estudios adicionales a medida que los científicos buscan comprender las condiciones, el comportamiento y los efectos posteriores de las supernovas a través de un estudio exhaustivo del Cangrejo. un ejemplo relativamente cercano.

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha observado la Nebulosa del Cangrejo en busca de respuestas sobre los orígenes del remanente de supernova. La NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb han revelado nuevos detalles en luz infrarroja. De manera similar a la imagen de longitud de onda óptica del Hubble publicada en 2005, con Webb el remanente parece estar compuesto por una estructura nítida, en forma de jaula, de filamentos esponjosos de gas de color rojo anaranjado que trazan azufre doblemente ionizado (azufre III). Entre el interior del remanente, crestas esponjosas de color amarillo, blanco y verde forman estructuras en forma de bucle a gran escala, que representan áreas donde residen las partículas de polvo. El área interior está compuesta de material lechoso translúcido. Este material blanco es radiación sincrotrón, que se emite en todo el espectro electromagnético pero que se vuelve particularmente vibrante gracias a la sensibilidad y resolución espacial de Webb. Es generado por partículas aceleradas a velocidades extremadamente altas mientras giran alrededor de líneas de campo magnético. Trace la radiación de sincrotrón en la mayor parte del interior de la Nebulosa del Cangrejo. Ubique los mechones que siguen un patrón similar a una onda en el medio. En el centro de esta estructura en forma de anillo hay un punto blanco brillante: una estrella de neutrones que gira rápidamente. Más lejos del núcleo, siguen las finas cintas blancas de radiación. Las volutas curvas están muy agrupadas y siguen diferentes direcciones que imitan la estructura del campo magnético del púlsar. Observe cómo ciertos filamentos de gas son de color más azul. Estas áreas contienen hierro individualmente ionizado (hierro II). Créditos Imagen NASA, ESA, CSA, STScI, Tea Temim (Universidad de Princeton)

Utilizando la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb, un equipo dirigido por Tea Temim en la Universidad de Princeton está buscando respuestas sobre los orígenes de la Nebulosa del Cangrejo.

"La sensibilidad y resolución espacial de Webb nos permiten determinar con precisión la composición del material expulsado, particularmente el contenido de hierro y níquel, lo que puede revelar qué tipo de explosión produjo la Nebulosa del Cangrejo", explicó Temim.

A primera vista, la forma general del remanente de supernova es similar a la imagen de longitud de onda óptica publicada en 2005 por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA : en la observación infrarroja de Webb, se muestra en rojo anaranjado una estructura nítida, en forma de jaula, de filamentos gaseosos esponjosos. Sin embargo, en las regiones centrales, Webb mapea por primera vez las emisiones de los granos de polvo (amarillo, blanco y verde).

Aspectos adicionales del funcionamiento interno de la Nebulosa del Cangrejo se vuelven más prominentes y se ven con mayor detalle en la luz infrarroja capturada por Webb. En particular, Webb destaca lo que se conoce como radiación sincrotrón: emisión producida por partículas cargadas, como electrones, que se mueven alrededor de líneas de campo magnético a velocidades relativistas. La radiación aparece aquí como un material lechoso parecido al humo en la mayor parte del interior de la Nebulosa del Cangrejo. 

Esta característica es producto del púlsar de la nebulosa, una estrella de neutrones que gira rápidamente. El fuerte campo magnético del púlsar acelera las partículas a velocidades extremadamente altas y hace que emitan radiación mientras giran alrededor de las líneas del campo magnético. Aunque se emite en todo el espectro electromagnético, la radiación sincrotrón se ve con un detalle sin precedentes con el instrumento NIRCam de Webb.

Para localizar el corazón del púlsar de la Nebulosa del Cangrejo, traza los mechones que siguen un patrón circular parecido a una onda en el medio hasta el punto blanco brillante en el centro. Más lejos del núcleo, siguen las finas cintas blancas de radiación. Las volutas curvas están muy agrupadas, delineando la estructura del campo magnético del púlsar, que esculpe y da forma a la nebulosa.

En el centro, izquierda y derecha, el material blanco se curva bruscamente hacia adentro desde los bordes de la jaula de polvo filamentoso y se dirige hacia la ubicación de la estrella de neutrones, como si la cintura de la nebulosa estuviera apretada. Este adelgazamiento abrupto puede deberse al confinamiento de la expansión del viento de supernova por un cinturón de gas denso.

Una comparación lado a lado de la Nebulosa del Cangrejo vista por el Telescopio Espacial Hubble en luz óptica (izquierda) y el Telescopio Espacial James Webb en luz infrarroja (derecha). La imagen del Hubble se publicó en 2005, mientras que los astrónomos han utilizado recientemente la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb para revelar nuevos detalles de la Nebulosa del Cangrejo. En la imagen del Hubble, los filamentos anaranjados compuestos principalmente de hidrógeno forman una capa exterior nítida, similar a una jaula. Los filamentos moteados de azul hacia la parte exterior del Cangrejo contienen oxígeno neutro, mientras que el azufre monoionizado y el azufre doblemente ionizado forman un material esponjoso de color rojo y verde. El brillante resplandor en el centro del interior resalta el púlsar de la nebulosa, una estrella de neutrones que gira rápidamente. De manera similar a la imagen óptica del Hubble, las capacidades infrarrojas de Webb muestran la nítida estructura en forma de jaula del remanente de supernova de esponjosos filamentos de gas de color rojo anaranjado que trazan azufre doblemente ionizado. Entre el interior del remanente, crestas esponjosas de color amarillo, blanco y verde forman estructuras en forma de bucle a gran escala, que representan áreas donde residen las partículas de polvo. El área central del interior está compuesta de material lechoso translúcido. Este material blanco es radiación sincrotrón, que se emite en todo el espectro electromagnético pero que se vuelve particularmente vibrante gracias a la sensibilidad y resolución espacial de Webb. Es generado por partículas aceleradas a velocidades extremadamente altas mientras giran alrededor de líneas de campo magnético. En el centro de esta estructura en forma de anillo hay un punto blanco brillante: el púlsar de la nebulosa. Observe cómo ciertos filamentos de gas son de color más azul. Estas áreas contienen hierro individualmente ionizado. Al estudiar los datos de Webb y consultar observaciones previas del remanente tomadas por otros telescopios, como el Hubble, los astrónomos pueden mejorar su comprensión de la Nebulosa del Cangrejo, así como ampliar sus conocimientos sobre la vida y muerte de las estrellas. Imagen del Hubble: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (Universidad Estatal de Arizona); Imagen de Webb: NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim (Universidad de Princeton). Créditos Imagen NASA, ESA, CSA, STScI, Jeff Hester (ASU), Allison Loll (ASU), Tea Temim (Universidad de Princeton)

El viento producido por el corazón del púlsar continúa empujando la capa de gas y polvo hacia afuera a un ritmo rápido. Entre el interior del remanente, los filamentos moteados de color amarillo, blanco y verde forman estructuras en forma de bucles a gran escala, que representan áreas donde residen los granos de polvo.

La búsqueda de respuestas sobre el pasado de la Nebulosa del Cangrejo continúa mientras los astrónomos analizan más a fondo los datos de Webb y consultan observaciones previas del remanente tomadas por otros telescopios . Los científicos tendrán datos más nuevos del Hubble para revisar durante el próximo año a partir de la nueva imagen del remanente de supernova realizada por el telescopio. Esto marcará la primera mirada del Hubble a las líneas de emisión de la Nebulosa del Cangrejo en más de 20 años y permitirá a los astrónomos comparar con mayor precisión los hallazgos de Webb y Hubble.

¿Querer aprender más? A través del Universo de Aprendizaje de la NASA, parte del programa de Activación Científica de la NASA, explore imágenes de la Nebulosa del Cangrejo de otros telescopios, una visualización 3D, sonificación de datos y actividades prácticas. Estos recursos y más información sobre los restos de supernovas y los ciclos de vida de las estrellas se pueden encontrar en el Universo de Aprendizaje de la NASA .

El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, y explorando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

Los materiales del Universo de Aprendizaje de la NASA se basan en el trabajo respaldado por la NASA en virtud del acuerdo cooperativo número NNX16AC65A al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, en colaboración con Caltech/IPAC, Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian y Laboratorio de Propulsión a Chorro.

Contacto con los medios

Instituto Científico del Telescopio Espacial Abigail Major , Baltimore, Maryland

Instituto Científico del Telescopio Espacial Christine Pulliam , Baltimore, Maryland

Ciencia

Tea Temim (Universidad de Princeton)

Publicado en Webb el 30 de octubre del 2023, enlace publicación.