Un equipo de científicos ha empleado el telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA para analizar la composición de la famosa nebulosa del Cangrejo, un remanente de supernova ubicado a 6.500 años luz de distancia de la Tierra en la constelación de Tauro.
Un faro cósmico está mirando directamente a la TierraMidjourney/Sarah Romero
Observación histórica
También llamada Messier 1, es el primer objeto del catálogo de Charles Messier, uno de los astrónomos más influyentes del siglo XVII y conocido por su catálogo de objetos del cielo profundo. Esta nebulosa es uno de los objetos más estudiados y fascinantes del cielo nocturno que surgió de la explosión de una supernova presenciada por astrónomos chinos en 1054 d.C. (fue tan brillante que fue visible incluso durante el día durante varias semanas seguidas), y aún a día de hoy, continúa cautivando a astrónomos y astrofísicos con su intrincada estructura.
Gracias a los registros históricos de astrónomos chinos, japoneses y árabes, los científicos actuales han podido contar con valiosa documentación de este evento y rastrear los orígenes de la nebulosa con notable precisión.
Ahora, una nueva imagen compuesta tanto de los datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) como del Observatorio de Rayos X Chandra nos ha aportado nueva información sobre la densa estrella de neutrones en el centro de uno de los restos de supernova más brillantes del cielo nocturno.
¿Cómo surgió exactamente la supernova?
Un nuevo estudio sugiere que la Nebulosa del Cangrejo podría haber sido creada por una rara supernova de captura de electrones, aunque serán necesarias más investigaciones para descartar otras posibilidades y confirmar o refutar esta hipótesis.
Esta nebulosa es muy popular entre los astrónomos debido a su intrincada estructura filamentosa, compuesta de gas y polvo ionizados. Estos filamentos son, precisamente, restos de las capas exteriores de la estrella, expulsadas durante la explosión de la supernova. Además, en el centro de la nebulosa se halla un púlsar, el denso remanente de la estrella que explotó allá por el siglo XI. Esta estrella de neutrones se conoce como Púlsar del Cangrejo y emite rayos de radiación desde sus polos magnéticos, creando un efecto de faro mientras gira, de ahí el pseudónimo de “faro cósmico” (el púlsar gira alrededor de 30 veces por segundo, enviando un rayo de radiación en cada rotación, como si de un faro cósmico se tratase).
JWST tomó recientemente imágenes de la Nebulosa del CangrejoESA/Hubble Information Centre
Para determinar con mayor claridad los orígenes aún inciertos de esta nebulosa, el equipo utilizó el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de James Webb para medir las líneas de emisión de níquel e hierro en estos filamentos, para obtener una estimación más confiable de la proporción de abundancia de níquel e hierro de la nebulosa. Los científicos descubrieron que la proporción seguía siendo muy elevada en comparación con nuestro propio Sol, aunque mucho más baja en comparación con estimaciones de estudios anteriores. A diferencia de otros elementos generados durante la fusión nuclear (el proceso que mantiene a las estrellas brillando al fusionar hidrógeno en elementos más pesados), la formación de hierro requiere más energía de la que libera. Esto implica que la estrella finalmente no pudo soportar su propia gravedad y colapsó sobre sí misma.
Los investigadores indicaron que estos valores actualizados son compatibles con una supernova de captura de electrones. Sin embargo, también señalaron que los resultados no excluyen la posibilidad de una explosión de colapso del núcleo de hierro más convencional, originada en una estrella similar de baja masa.
Los filamentos más externos contienen polvo relativamente más cálido, mientras que prevalecen los granos más fríos cerca del centro.NASA, ESA, CSA, STScI, T. Temim (Princeton University)
«En la actualidad, los datos espectrales de Webb cubren dos pequeñas regiones de la nebulosa del Cangrejo, por lo que es importante estudiar mucho más del remanente e identificar cualquier variación espacial», dijo el astrofísico Martin Laming, coautor del estudio publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters. «Sería interesante ver si podemos identificar líneas de emisión de otros elementos, como el cobalto o el germanio».
Los astrónomos no se detendrán, por tanto, aquí. La Nebulosa del Cangrejo es más que un simple espectáculo celestial; es un laboratorio cósmico que ofrece información valiosa sobre diversos fenómenos astrofísicos. Por lo pronto, planean recopilar más datos sobre el púlsar del Cangrejo -que es el motor de la Nebulosa del Cangrejo que le rodea-. Esto será a finales de 2024 y el estudio se hará con la esperanza de descubrir más cambios.
Recreación artística con IAMidjourney/Sarah Romero
Referencias:
- Tea Temim et al, Dissecting the Crab Nebula with JWST: Pulsar Wind, Dusty Filaments, and Ni/Fe Abundance Constraints on the Explosion Mechanism, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad50d1
- NASA, ESA, CSA, STScI, Dr Tea Temim (Princeton University)
- Looze, I., Looze, I., Barlow, M., Bandiera, R., Bevan, A., Bietenholz, M., Chawner, H., Gomez, H., Matsuura, M., Priestley, F., & Wesson, R. (2019). The dust content of the Crab Nebula. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stz1533.
- Luo, Y., Lyutikov, M., Temim, T., & Comisso, L. (2020). Turbulent Model of Crab Nebula Radiation. The Astrophysical Journal, 896. doi: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab93c0.
- Smith, K. (2021). High-energy photons from the Crab Nebula. Science. doi: https://doi.org/10.1126/SCIENCE.373.6553.405-G.
