Webb ha encontrado la mejor evidencia hasta ahora de la emisión de una estrella de neutrones en el emplazamiento de una Supernova.

Webb confirma estrella de neutrones en restos de Supernova

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha encontrado la mejor evidencia hasta ahora de la emisión proveniente de una estrella de neutrones en el emplazamiento de una Supernova recientemente observada.

SN 1987A es una Supernova de «colapso de núcleo», lo que significa que los restos compactados en su núcleo han formado o una estrella de neutrones o un agujero negro.

Se ha buscado evidencia de un objeto compacto así durante mucho tiempo, y aunque previamente se encontraron pruebas indirectas de la presencia de una estrella de neutrones, esta es la primera vez que se detectan los efectos de la emisión de alta energía de una probable joven estrella de neutrones.

Las Supernovas explotan en cuestión de horas, y la luminosidad de la explosión alcanza su punto álgido en unos pocos meses. Los restos de la estrella colapsada continúan evolucionando a una velocidad rápida durante las siguientes décadas, ofreciendo una rara oportunidad para que los astrónomos estudien un proceso astronómico clave en tiempo real.

Una ráfaga de neutrinos en la Supernova 1987A

La Supernova SN 1987A se produjo a 160.000 años luz de la Tierra en la Gran Nube de Magallanes. Fue observada por primera vez en la Tierra en febrero de 1987, y su brillo alcanzó su punto álgido en mayo de ese año. Fue la primera Supernova que pudo observarse a simple vista desde la Supernova de Kepler de 1604.

Aproximadamente dos horas antes de la primera observación en luz visible de SN 1987A, tres observatorios alrededor del mundo detectaron una ráfaga de neutrinos que duró solo unos segundos.

Los dos tipos diferentes de observaciones se vincularon al mismo evento de Supernova y proporcionaron evidencia clave para respaldar la teoría sobre cómo se producen las Supernovas de colapso de núcleo.

Esta teoría pronostica que este tipo de Supernova termina formando una estrella de neutrones o un agujero negro. Desde entonces, los astrónomos han buscado evidencia de uno u otro de estos objetos compactos en el centro del material en expansión.

Estrella de neutrones: Primera evidencia directa

En los últimos años, se han encontrado pruebas indirectas de la presencia de una estrella de neutrones en el centro de los restos de la Supernova. También observaciones de restos de Supernovas mucho más antiguas, como la Nebulosa del Cangrejo, confirman que las estrellas de neutrones se encuentran en muchos restos de Supernovas.

Sin embargo, hasta ahora nunca se había observado evidencia directa de una estrella de neutrones en los restos de SN 1987A, o de cualquier otra explosión reciente de Supernova.

Claes Fransson de la Universidad de Estocolmo, y autor principal de este estudio, explicó: «A partir de modelos teóricos de la SN 1987A, la ráfaga de neutrinos de 10 segundos observada justo antes de la Supernova indicaba la formación de una estrella de neutrones o un agujero negro durante la explosión».

«Pero no hemos observado ninguna firma convincente de dicho objeto recién nacido a partir de ninguna explosión de Supernova. Con Webb, ahora hemos encontrado evidencia directa de la emisión desencadenada por el objeto compacto recién nacido, muy probablemente una estrella de neutrones».

Observaciones de Webb de SN 1987A

Webb comenzó las observaciones científicas en julio de 2022, y las observaciones de Webb que respaldan este trabajo se realizaron el 16 de julio, convirtiendo a la Supernova SN 1987A en uno de los primeros objetos observados por Webb.

El equipo utilizó el «Espectrógrafo de Resolución Media» (MRS) del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) de Webb, que miembros del mismo equipo habían ayudado a desarrollar. El MRS es un tipo de instrumento conocido como «Unidad de Campo Integral» (IFU).

Las IFUs pueden capturar imágenes de un objeto y tomar un espectro al mismo tiempo. Una IFU crea un espectro de cada píxel, permitiendo a los observadores ver las diferencias espectroscópicas en todo el objeto, pixel a pixel.

El análisis del corrimiento al rojo de cada espectro también permite evaluar la velocidad en cada pixel.

Argón ionizado cinco veces

El análisis espectral de los resultados mostró una señal fuerte debido a la presencia de argón ionizado proveniente del centro del material eyectado que rodea el emplazamiento original de la Supernova SN 1987A.

Observaciones posteriores, utilizando la IFU NIRSpec (Espectrógrafo en el Infrarrojo Cercano) de Webb a longitudes de onda más cortas, encontraron elementos químicos aún más ionizados.

Especialmente argón ionizado cinco veces (lo que significa que los átomos de argón han perdido cinco de sus 18 electrones). Estos iones requieren fotones altamente energéticos para formarse, y esos fotones tienen que provenir de algún lugar.

IZQUIERDA: Imagen de 2023 de SN 1987A tomada con la cámara de infrarrojos cercanos (NIRCam) del Webb que resalta la estructura central del objeto, expandiéndose a varios miles de km/s. La región azul es la parte más densa del material eyectado, que contiene elementos pesados como carbono, oxígeno, magnesio y hierro, así como polvo. El brillante 'anillo de perlas' es el resultado de la colisión del material eyectado con un anillo de gas expulsado unos 20.000 años antes de la explosión.DERECHA: La imagen superior muestra los datos del Espectrógrafo de Resolución Media (MRS) del instrumento MIRI (Mid-InfraRed Instrument) de Webb. La imagen inferior representa datos del NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) de Webb a longitudes de onda más cortas. El análisis espectral de los resultados del MIRI mostró una señal fuerte de argón ionizado desde el centro del material eyectado que rodea el emplazamiento original de SN 1987A.Esto indicó al equipo científico que hay una fuente de radiación de alta energía en el centro de SN 1987A. Se cree que la fuente más probable es una estrella de neutrones recién nacida.
IZQUIERDA: Imagen de 2023 de SN 1987A tomada con la cámara de infrarrojos cercanos (NIRCam) del Webb que resalta la estructura central del objeto, expandiéndose a varios miles de km/s. La región azul es la parte más densa del material eyectado, que contiene elementos pesados como carbono, oxígeno, magnesio y hierro, así como polvo. El brillante ‘anillo de perlas’ es el resultado de la colisión del material eyectado con un anillo de gas expulsado unos 20.000 años antes de la explosión.DERECHA: La imagen superior muestra los datos del Espectrógrafo de Resolución Media (MRS) del instrumento MIRI (Mid-InfraRed Instrument) de Webb. La imagen inferior representa datos del NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) de Webb a longitudes de onda más cortas. El análisis espectral de los resultados del MIRI mostró una señal fuerte de argón ionizado desde el centro del material eyectado que rodea el emplazamiento original de SN 1987A.Esto indicó al equipo científico que hay una fuente de radiación de alta energía en el centro de SN 1987A. Se cree que la fuente más probable es una estrella de neutrones recién nacida.

Una fuente de radiación de alta energía

«Para crear estos iones que observamos en los restos, era claro que tenía que haber una fuente de radiación de alta energía en el centro de los restos de la SN 1987A», dijo Fransson. «En el artículo discutimos diferentes posibilidades, pero solo algunos escenarios son probables, y todos ellos implican la existencia de una estrella de neutrones recién nacida».

Están previstas más observaciones este año, tanto con Webb como con telescopios terrestres. El equipo de investigación espera que el estudio continuo proporcione más claridad sobre lo que está sucediendo exactamente en el corazón de los restos de la Supernova SN 1987A.

Estas observaciones, con suerte, estimularán el desarrollo de modelos más detallados, permitiendo a los astrónomos comprender mejor no solo la Supernova SN 1987A, sino también todas las Supernovas de colapso de núcleo.

Fuente: Webb Finds Evidence for Neutron Star at Heart of Young Supernova Remnant

Sin Comentarios

Escribe un Comentario

¡Súbete a bordo!

¡Súbete a bordo!

Suscríbete gratuitamente para estar informado de las novedades que llegan desde Más Allá del Azul Pálido.

¡Bienvenido a bordo rumbo a lo desconocido!

¡Súbete a bordo!

¡Súbete a bordo!

Suscríbete gratuitamente para estar informado de las novedades que llegan desde Más Allá del Azul Pálido.

¡Bienvenido a bordo rumbo a lo desconocido!