Características misteriosas se esconden en la luz infrarroja cercana
Como un adorno redondo y brillante listo para ser colocado en el lugar perfecto de un árbol navideño, el remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) brilla en una nueva imagen del Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Como parte de las vacaciones de 2023 en la Casa Blanca , la Primera Dama de los Estados Unidos, la Dra. Jill Biden, estrenó el primer Calendario de Adviento de la Casa Blanca. Para mostrar la “magia, la maravilla y la alegría” de la temporada navideña, el Dr. Biden y la NASA están celebrando con esta nueva imagen de Webb.
Si bien todo es brillante, esta escena no es la proverbial noche silenciosa. La vista NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb de Cas A muestra esta explosión estelar en una resolución previamente inalcanzable en estas longitudes de onda. Esta imagen de alta resolución revela detalles intrincados de la capa de material en expansión que choca contra el gas desprendido por la estrella antes de explotar.
Cas A es uno de los restos de supernova mejor estudiados de todo el cosmos. A lo largo de los años, los observatorios terrestres y espaciales, incluido el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA , el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer retirado , han recopilado una imagen de múltiples longitudes de onda del remanente del objeto.
Sin embargo, los astrónomos han entrado ahora en una nueva era en el estudio de Cas A. En abril de 2023, el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb comenzó este capítulo , revelando características nuevas e inesperadas dentro de la capa interna del remanente de supernova. Muchas de esas características son invisibles en la nueva imagen NIRCam y los astrónomos están investigando por qué.
Imagen: Casiopea A (NIRCam)
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| Una nueva imagen de alta definición de la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio espacial James Webb de la NASA revela detalles intrincados del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) y muestra la capa de material en expansión chocando contra el gas desprendido por la estrella antes de que explotara. . Los colores más notables en la imagen más reciente de Webb son grupos de naranja brillante y rosa claro que forman la capa interna del remanente de supernova. Estos pequeños nudos de gas, compuestos de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella, sólo son detectables gracias a la exquisita resolución de NIRCam y dan a los investigadores una pista de cómo la estrella moribunda se hizo añicos como cristal cuando explotó. Los alrededores del caparazón interior principal parecen humo de una fogata. Esto marca el lugar donde el material expulsado de la estrella que explotó choca contra el material circunestelar circundante. Los investigadores dicen que este color blanco es la luz de la radiación sincrotrón, que es generada por partículas cargadas que viajan a velocidades extremadamente altas y giran en espiral alrededor de líneas de campo magnético. También hay varios ecos de luz visibles en esta imagen, sobre todo en la esquina inferior derecha. Aquí es donde llegó la luz de la antigua explosión de la estrella y es un polvo distante que se calienta y que brilla a medida que se enfría. Créditos Imagen NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Universidad Purdue), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Universidad de Princeton) |
'Como fragmentos de vidrio'
La luz infrarroja es invisible para nuestros ojos, por lo que los procesadores de imágenes y los científicos traducen estas longitudes de onda de luz en colores visibles. En esta imagen más reciente de Cas A, se asignaron colores a diferentes filtros de NIRCam, y cada uno de esos colores insinúa una actividad diferente que ocurre dentro del objeto.
A primera vista , la imagen NIRCam puede parecer menos colorida que la imagen MIRI. Sin embargo, esto simplemente se reduce a las longitudes de onda en las que el material del objeto emite su luz.
Los colores más notables en la imagen más reciente de Webb son grupos representados en naranja brillante y rosa claro que forman la capa interna del remanente de supernova. La visión nítida de Webb puede detectar los más pequeños nudos de gas, compuestos de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella. Incrustado en este gas hay una mezcla de polvo y moléculas, que eventualmente se convertirán en componentes de nuevas estrellas y sistemas planetarios. Algunos filamentos de escombros son demasiado pequeños para que Webb los pueda resolver, lo que significa que tienen un diámetro comparable o inferior a 10 mil millones de millas (alrededor de 100 unidades astronómicas). En comparación, la totalidad de Cas A abarca 10 años luz de diámetro, o 60 billones de millas.
"Con la resolución de NIRCam, ahora podemos ver cómo la estrella moribunda se hizo añicos por completo cuando explotó, dejando filamentos similares a pequeños fragmentos de vidrio", dijo Danny Milisavljevic de la Universidad Purdue, quien dirige el equipo de investigación. "Es realmente increíble, después de todos estos años estudiando Cas A, poder resolver ahora esos detalles, que nos brindan una visión transformadora de cómo explotó esta estrella".
Imagen: Casiopea A NIRCam/MIRI
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| Esta imagen proporciona una comparación lado a lado del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) capturado por la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) y el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) del telescopio espacial James Webb de la NASA. A primera vista, la imagen NIRCam de Webb parece menos colorida que la imagen MIRI en general; sin embargo, esto se debe únicamente a las longitudes de onda en las que el material del objeto emite su luz. La imagen NIRCam parece un poco más nítida que la imagen MIRI debido a su mayor resolución. Las afueras de la capa interior principal, que aparecían de color naranja intenso y rojo en la imagen MIRI, parecen humo de una fogata en la imagen NIRCam. Esto marca el lugar donde la onda expansiva de la supernova choca contra el material circunestelar circundante. El polvo del material circunestelar es demasiado frío para ser detectado directamente en longitudes de onda del infrarrojo cercano, pero se ilumina en el infrarrojo medio. Tampoco se ve en la vista del infrarrojo cercano el bucle de luz verde en la cavidad central de Cas A que brillaba en el infrarrojo medio, apodado el Monstruo Verde por el equipo de investigación. Sin embargo, los agujeros circulares visibles en la imagen MIRI dentro del Monstruo Verde están débilmente delineados en una emisión blanca y violeta en la imagen NIRCam. Créditos Imagen NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Universidad Purdue), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Universidad de Princeton) |
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| Esta imagen resalta varias características interesantes del remanente de supernova Cassiopeia A como se ve con la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb: La exquisita resolución de NIRCam es capaz de detectar pequeños nudos de gas, compuestos de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella. Algunos filamentos de escombros son demasiado pequeños para ser resueltos incluso por Webb, lo que significa que tienen un diámetro comparable o inferior a 10 mil millones de millas (alrededor de 100 unidades astronómicas). Los investigadores dicen que esto representa cómo la estrella se hizo añicos como cristal cuando explotó. Los agujeros circulares visibles en la imagen MIRI dentro del Monstruo Verde, un bucle de luz verde en la cavidad interna de Cas A, están débilmente delineados en una emisión blanca y violeta en la imagen NIRCam; esto representa gas ionizado. Los investigadores creen que esto se debe a que los restos de la supernova empujan y esculpen el gas que dejó la estrella antes de explotar. Este es uno de los pocos ecos de luz visibles en la imagen de Cas A de NIRCam. Un eco de luz se produce cuando la luz de la explosión de hace mucho tiempo de la estrella ha alcanzado el polvo distante, que se está calentando, y que brilla a medida que se enfría. NIRCam capturó un eco de luz particularmente intrincado y grande, apodado Baby Cas A por los investigadores. En realidad, se encuentra a unos 170 años luz detrás del remanente de supernova. Créditos Imagen NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Universidad Purdue), Ilse De Looze (UGent), Tea Temim (Universidad de Princeton) |
