Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI, C. Fransson (Universidad de Estocolmo), M. Matsuura (Universidad de Cardiff), MJ Barlow (University College London), PJ Kavanagh (Universidad de Maynooth), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology) )
El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha encontrado la mejor evidencia hasta el momento de la emisión de una estrella de neutrones en el sitio de una supernova observada recientemente. La supernova, conocida como SN 1987A, fue una supernova de colapso del núcleo, lo que significa que los restos compactados en su núcleo formaron una estrella de neutrones o un agujero negro. Durante mucho tiempo se han buscado pruebas de la presencia de un objeto tan compacto, y aunque anteriormente se han encontrado 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 la probable estrella de neutrones joven.
Las supernovas (la explosiva agonía final de algunas estrellas masivas) estallan en cuestión de horas y el brillo de la explosión alcanza su punto máximo en unos pocos meses. Los restos de la estrella en explosión seguirán evolucionando a un ritmo rápido durante las próximas décadas, ofreciendo una rara oportunidad para que los astrónomos estudien un proceso astronómico clave en tiempo real.
La supernova SN 1987A se produjo a 160.000 años luz de la Tierra en la Gran Nube de Magallanes. Se observó por primera vez en la Tierra en febrero de 1987 y su brillo alcanzó su punto máximo en mayo de ese año. Fue la primera supernova que pudo verse a simple vista desde que se observó la supernova de Kepler en 1604.
Aproximadamente dos horas antes de la primera observación en luz visible de SN 1987A, tres observatorios de todo el mundo detectaron una explosión de neutrinos que duró sólo unos segundos. Los dos tipos diferentes de observaciones se vincularon al mismo evento de supernova y proporcionaron evidencia importante para informar la teoría de cómo se producen las supernovas de colapso del núcleo. Esta teoría incluía la expectativa de que este tipo de supernova formaría 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 remanente en expansión.
En los últimos años se han encontrado pruebas indirectas de la presencia de una estrella de neutrones en el centro del remanente, y las observaciones de remanentes de supernova mucho más antiguos, como la Nebulosa del Cangrejo, confirman que se encuentran estrellas de neutrones en muchos remanentes de supernova. Sin embargo, hasta ahora no se había observado evidencia directa de una estrella de neutrones después de SN 1987A (o cualquier otra explosión de supernova reciente).
Claes Fransson, de la Universidad de Estocolmo y autor principal de este estudio, explicó: “A partir de los modelos teóricos de SN 1987A, la explosión de neutrinos de 10 segundos observada justo antes de la supernova implicaba que en la explosión se formó una estrella de neutrones o un agujero negro. Pero no hemos observado ninguna firma convincente de un objeto recién nacido de ninguna explosión de supernova. Con este observatorio hemos encontrado evidencia directa de la emisión provocada por el objeto compacto recién nacido, probablemente una estrella de neutrones”.
Webb comenzó las observaciones científicas en julio de 2022, y las observaciones de Webb detrás de este trabajo se realizaron el 16 de julio, lo que convirtió al remanente de SN 1987A en uno de los primeros objetos observados por Webb. El equipo utilizó el modo Espectrógrafo de resolución media (MRS) de Webb. MIRI (Instrumento de infrarrojo medio), que miembros del mismo equipo ayudaron a desarrollar. El MRS es un tipo de instrumento conocido como Unidad de Campo Integral (IFU).
Instrucciones de uso son capaces de visualizar un objeto y tomar una espectro de ello al mismo tiempo. Una IFU forma un espectro en cada píxel, lo que permite a los observadores ver diferencias espectroscópicas en todo el objeto. Análisis de la desplazamiento Doppler de cada espectro también permite la evaluación de la velocidad en cada posición.
El análisis espectral de los resultados mostró una fuerte señal debido al argón ionizado del centro del material expulsado que rodea el sitio original de SN 1987A. Observaciones posteriores utilizando Webb NIRSpec (Espectrógrafo de infrarrojo cercano) IFU en longitudes de onda más cortas encontró elementos químicos aún más fuertemente ionizados, particularmente argón cinco veces ionizado (es decir, átomos de argón que han perdido cinco de sus 18 electrones). Estos iones requieren mucha energía. fotones para formarse, y esos fotones tienen que venir de alguna parte.
«Para crear estos iones que observamos en las eyecciones, estaba claro que tenía que haber una fuente de radiación de alta energía en el centro del remanente de SN 1987A», dijo Fransson. «En el artículo discutimos diferentes posibilidades y descubrimos que sólo unos pocos escenarios son probables, y todos ellos involucran una estrella de neutrones recién nacida».
Se planean más observaciones este año, con Webb y telescopios terrestres. El equipo de investigación espera que los estudios en curso aporten más claridad sobre qué está sucediendo exactamente en el corazón del remanente de SN 1987A. Se espera que estas observaciones estimulen el desarrollo de modelos más detallados, lo que en última instancia permitirá a los astrónomos comprender mejor no sólo SN 1987A, sino todas las supernovas de colapso del núcleo.
Estos hallazgos fueron publicados en la revista Science.
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.
Haga clic derecho en las imágenes de este artículo para abrir una versión más grande. en una nueva pestaña/ventana.
Seguir explorando
