Suzaku encuentra bolas de fuego "Fósiles" de supernovas

Estudios de dos remanentes de supernova, usando el Observatorio Suzaku de Japón y Estados Unidos han revelado brasas nunca antes vistas de las bolas de fuego de alta temperatura que inmediatamente después de las explosiones. Incluso después de miles de años, el gas dentro de estos naufragios estelares conservan la impronta de las temperaturas de 10.000 veces más calientes que la superficie del Sol.

"Esta es la primera evidencia de un nuevo tipo de remanente de la supernova - una que fue calentada después de la explosión," dijo Yamaguchi Hiroya en el Instituto de física y química investigación en Japón.

Un remanente de supernova generalmente se enfría rápidamente debido a la rápida expansión tras la explosión. Entonces, como los barridos por tenues interestelares gas durante miles de años, el remanente gradualmente se calienta para arriba otra vez.

Capitalizar la sensibilidad del satélite Suzaku, un equipo dirigido por Yamaguchi y Midori Ozawa, un estudiante graduado en la Universidad de Kyoto, detecta características inusuales en el espectro de rayos x de IC 443, más conocido por los astrónomos aficionados como la nebulosa de la medusa.

El remanente, los que a unos 5.000 años-luz en la constelación de Géminis, se ha formado hace unos 4.000 años. La emisión de rayos x forma un parche más o menos circular en la parte norte de la nebulosidad visible.

Espectrómetros de imagen de rayos x de Suzaku (XISs) separar rayos x por energía de la misma manera que un prisma separa la luz en un arco iris de colores. Esto permite a los astrónomos a embromar hacia fuera los tipos de procesos responsables de la radiación.

En un remanente de supernova conocido como la nebulosa de la medusa, Suzaku detectado radiografías (fotos de rayosX) de silicio totalmente ionizado y azufre--una impronta de las condiciones de temperatura más alta inmediatamente después de la explosión de la estrella. La nebulosa es de unos 65 años luz a través.

Créditos: JAXA/NASA/Suzaku, Bash Tom y John Fox/Adam Block/NOAO/AURA/NSF

El espectrómetros de imagen de rayos x de Suzaku (XISs) separar rayos x por energía de la misma manera que un prisma separa la luz en un arco iris de colores. Esto permite a los astrónomos a embromar hacia fuera los tipos de procesos responsables de la radiación.

Algunos de los rayos x, emisión en la nebulosa de la medusa se presenta como electrones libres rápidos barren cerca de los núcleos de los átomos. Su atracción mutua desvía los electrones, que luego emiten rayos x como cambian de curso. Los electrones tienen energías correspondiente a una temperatura de unos 12 millones (7 millones grados Celsius).

Varios golpes en el espectro de Suzaku fueron más desconcertantes. "Estas estructuras indican la presencia de una gran cantidad de átomos de silicio y azufre de la que todos los electrones han sido despojados", dijo Yamaguchi. Estos núcleos "desnudos" producen radiografías cuando recuperan los electrones perdidos.

Pero quitar todos los electrones de un átomo de silicio requiere temperaturas superiores a unos 30 millones grados c. (17 millones); más caliente todavía por átomos de azufre. "Estos iones no se forman en el remanente actual", explicó Yamaguchi. "En cambio, estamos viendo los iones creados por las enormes temperaturas que inmediatamente después de la supernova".

El equipo sugiere que la supernova se produjo en un ambiente relativamente denso, tal vez en un capullo de propia fabricación de la estrella. Cuando una estrellas masivas de edad, se vierte el material en forma de una salida que se llama un viento estelar y crea un capullo de gas y polvo. Cuando la estrella explota, la onda de explosión atraviesa el denso capullo y lo calienta a temperaturas altas como 100 millones de grados de F (C 55 millones) o 10.000 veces más caliente que la superficie del Sol.

En el remanente de supernova W49B, Suzaku encontró otro fósil bola de fuego. Se detectó que rayos x se produce cuando átomos de hierro altamente ionizado capturar un electrón. Este punto de vista combina imágenes infrarrojas de la tierra (rojo, verde) con los datos de rayos x del Observatorio de rayos x Chandra de la NASA (azul).

Créditos: Rho de Caltech/SSC/J. y T. Jarrett y NASA/CXC/SSC/J. Keohane et al

Finalmente, la onda de choque explota en el verdadero espacio interestelar, donde la densidad del gas puede ser tan baja como un solo átomo por centímetro cúbico - sobre el volumen de un cubo de azúcar. Una vez en este entorno de baja densidad, el remanente de supernova joven se expande rápidamente.

La expansión enfría los electrones, pero diluye también el gas de remanente tanto que colisiones entre las partículas se convierten en acontecimientos raros. Porque un átomo puede tardar miles de años a capturar un electrón, los iones más calientes de la nebulosa de la medusa siguen siendo aún hoy, los astrónomos informaron en el número 1 de noviembre de The Astrophysical Journal.

"Suzaku ve corazón caliente de la medusa", dijo Ozawa.

El equipo ya ha identificado otra bola de fuego fósiles en el remanente de supernova conocido como W49B, que a 35.000 años-luz en la constelación Aquila. En la edición 20 de noviembre de The Astrophysical Journal, Ozawa, Yamaguchi y sus colegas informan emisiones de rayos x de los átomos de hierro que son casi totalmente despojados de electrones. Formación de estos iones requiere temperaturas superiores a 55 millones grados c. 30 millones - casi el doble la temperatura observada de electrones en el remanente.

Lanzado el 10 de julio de 2005, Suzaku se desarrolló en el Instituto Japonés del espacio y ciencia Astronáutica (ISAS), que forma parte del Japón Exploración Aeroespacial agencia (JAXA), en colaboración con las instituciones de la NASA y otros japoneses y Estados Unidos.

Francis Reddy
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Last Updated: July 31, 2015

Editor: Rob Garner

Traducción: El Quelonio Volador