Ecos infrarrojos ofrecen a Spitzer una retrospectiva de una supernova

Francis Reddy /Rob Gutro
Nasa.gov
Traducción de Ciencia Kanija
01/12/08

Los puntos calientes cerca de los despojos de una estrello que estalló están lanzando ecos de los primeros momentos de la explosión, según dicen los científicos que usan datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.

Eli Dwek del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y Richard Arendt de la Universidad de Maryland en Baltimore County, dicen que estos ecos están alimentados por la radiación de una onda de choque de supernova que destrozó la estrella hace unos 11 000 años. “Estamos viento el primer destello de la supernova”, dice Dwek.

Otros investigadores de Spitzer descubrieron puntos calientes cerca del remanente de supernova Cassiopeia A y reconocieron su importancia como ecos de luz del estallido original. Dwek y Arendt usaron los datos de Spitzer para estudiar este polvo caliente y señalar las causas de los ecos con mayor precisión.

El primer destello de radiación de la supernova Cassiopeia A crea seis cúmulos de polvo (círculos) inusualmente calientes. Crédito: NASA/JPL-Caltech/E. Dwek y R. Arendt

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Seis nudos de polvo de silicato cerca del remanente muestran temperaturas entre –138º C y los -88º C. Aunque esto podría parecer gélido para los estándares de la Tierra, tales temperaturas son altísimas comparadas con el polvo interestelar típico.

Como se escribe en el ejemplar del 1 de octubre de la revista The Astrophysical Journal, los científicos demuestran que el único evento que pudo hacer que los granos de polvo tuvieran esta temperatura es el potente y corto pulso de radiación ultravioleta y rayos-X que marca la muerte de una estrella. El destello fue cien mil millones de veces más brillante que el Sol y duró sólo aproximadamente un día.

“Han identificado el evento preciso durante la demolición de la estrella que produce el eco que vemos”, dice Michael Werner, Científico del Proyecto Spitzer en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

La luz procedente de la explosión alcanzó la Tierra en el siglo XVII, pero nadie lo notó. El hallazgo de Spitzer ofrece a los astrónomos una segunda oportunidad de estudiar la supernova conforme tenía lugar.

Aunque la explosión escapó originalmente a su detección, sus secuelas – una nube de gas caliente en expansión conocida como Cassiopeia A (Cas A, para abreviar) — es uno de los remanentes de supernova mejor estudiados. La zona de la explosión está a 11 000 años luz de distancia en la constelación de Cassiopeia. Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, su núcleo colapsa en un objeto superdenso del tamaño de una ciudad conocido como estrella de neutrones. Cuando se forma una estrella de neutrones, se endurece y rebota. Esto dispara una gigantesca onda de choque que reduce las capas exteriores de la estrella a pedazos. La onda de choque saliente crea un destello de alta energía que precede a la aparición de la supernova en luz visible.

Las pruebas de tal destello asociado con esta “rotura cósmica” existían sólo en las simulaciones por ordenador hasta el 9 de enero de 2008. Ahí es cuando el satélite Swift de la NASA detectó un pulso de rayos-X de 5 minutos de duración procedente de la galaxia NGC 2770. Unos días más tarde, una nueva supernova — designada SN 2008D – apareció en la galaxia.

Los ecos infrarrojos de Cas A surgen a partir de nubes de polvo aproximadamente a 160 años luz de distancia del remanente. El pulso de radiación inicial de la supernova se expande a través del espacio a la velocidad de la luz, entonces se encuentra con las nubes y caliente sus granos de polvo. El polvo, a su vez, re-irradia la energía en longitudes de onda infrarroja.

El brote de radiación necesitó 160 años para alcanzar la nube y, una vez calentada, la energía infrarroja del polvo tuvo que cubrir la misma distancia. Este tiempo extra de viaje da como resultado un desfase de 320 años entre el destello inicial de movimiento externo de la supernova y la llegada del eco infrarrojo del polvo a la Tierra. Los investigadores planean usar los ecos para dibujar un retrato íntimo de la explosión, la estrella, y el entorno inmediato.

La luz procedente de la supernova Cas A alcanzó por primera vez la Tierra a finales del siglo XVII, pero nadie informó de la observación de una nueva estrella. El 16 de agosto de 1680, el astrónomo inglés John Flamsteed pudo haber visto la supernova sin reconocerla. Registró una débil estrella a simple vista cerca de la posición de Cas A, pero allí no existe nada ahora.