Por primera vez en la historia, los astrónomos han fusionado datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb para realizar un análisis detallado del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A). Este estudio no solo ha permitido explicar la estructura peculiar del "Monstruo Verde", descubierto en datos de Webb en abril de 2023, sino que también ha revelado nuevos detalles sobre la explosión que dio origen a Cas A hace unos 340 años. La combinación de estas dos poderosas herramientas de observación ha brindado una visión sin precedentes de los restos estelares y sus secretos más profundos.
Destaca el contorno del enigmático "Monstruo Verde", visible al pasar el cursor sobre la imagen."
Una Imagen Compuesta Reveladora del "Mounstruo Verde"
En una nueva imagen compuesta, los datos de rayos X de Chandra (en azul) se combinan con los datos infrarrojos de Webb (en rojo, verde y azul) y los datos ópticos del Hubble (en rojo y blanco). Además, la imagen incluye datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA en sus partes exteriores. Esta imagen proporciona una visión completa de Cas A y destaca el contorno del enigmático "Monstruo Verde", visible al pasar el cursor sobre la imagen.
Esta imagen de Casiopea A se asemeja a un disco de luz eléctrica con nubes rojas, rayas blancas brillantes, llamas rojas y naranjas, y un área cerca del centro del remanente que se asemeja a una región algo circular de relámpagos verdes. Los rayos X de Chandra son azules y revelan gas caliente, en su mayoría proveniente de restos de supernova de la estrella destruida, e incluyen elementos como silicio y hierro. Los rayos X también están presentes como arcos delgados en las regiones exteriores del remanente. Los datos infrarrojos de Webb son rojos, verdes y azules. Webb destaca la emisión infrarroja del polvo que se calienta porque está incrustado en el gas caliente visto por Chandra, y de restos de supernova mucho más fríos. Los datos del Hubble muestran una multitud de estrellas que impregnan el campo de visión. Crédito: Chandra.
Análisis de Datos de Chandra: Gas Caliente y Onda Expansiva
Los datos de Chandra han revelado la presencia de gas caliente, principalmente compuesto por restos de supernova de la estrella destruida, con elementos como silicio y hierro. En las zonas exteriores de Cas A, la onda expansiva en expansión choca con el gas circundante, expulsado por la estrella antes de la explosión. Los rayos X, generados por electrones energéticos que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético en la onda expansiva, iluminan como arcos delgados tanto en las regiones exteriores como en partes del interior de Cas A.
La Perspectiva de Webb: Infrarrojo y Polvo Caliente
Webb destaca la emisión infrarroja del polvo que se calienta al estar incrustado en el gas caliente visto por Chandra, así como de los restos de supernova más fríos. Los datos del Hubble en la imagen muestran estrellas en el fondo cósmico.
Descifrando el Monstruo Verde: Una Colisión Estelar
Un análisis minucioso reveló que los filamentos en la parte externa de Cas A, provenientes de la onda expansiva, coinciden estrechamente con las propiedades de rayos X del Monstruo Verde. Este descubrimiento sugiere que el Monstruo Verde fue creado por la onda expansiva de la estrella explotada al golpear el material circundante, respaldando las anteriores sugerencias basadas únicamente en datos de Webb.
La imagen en color de Chandra muestra que los colores dentro del contorno del Monstruo Verde combinan mejor con los colores de la onda expansiva que con los escombros que contienen hierro y silicio".
Colaboración Científica: Chandra, Webb y más
Chandra detecta los restos de la explosión, calentados a decenas de millones de grados por las ondas de choque, mientras que Webb puede observar material que no ha sido afectado por estas ondas, describible como escombros "prístinos".
El Papel de NuSTAR en la Investigación
Para comprender mejor la explosión de la supernova, los investigadores compararon la vista de Webb de los restos prístinos con mapas de rayos X de elementos radiactivos creados durante la supernova. Utilizaron datos del Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares (NuSTAR) de la NASA para mapear el titanio radiactivo y Chandra para mapear el níquel radiactivo midiendo las ubicaciones del hierro. La imagen adicional destaca los desechos ricos en hierro, el titanio radiactivo y los restos prístinos.
Conexiones Intrigantes: Restos Prístinos y Radiactividad
Algunos filamentos de restos prístinos, vistos con Webb cerca del centro de Cas A, están conectados al hierro visto con Chandra más lejos. La presencia de titanio radiactivo en estas áreas sugiere que el material radiactivo ha contribuido a dar forma a los restos prístinos, formando cavidades. Estas estructuras finas en los escombros prístinos probablemente se formaron durante la violente mezcla de las capas internas de la estrella con la materia radiactiva caliente, producida durante el colapso del núcleo estelar bajo la gravedad.
Conclusiones y Presentación en la Sociedad Astronómica Estadounidense
Estos resultados, presentados por Dan Milisavljevic de la Universidad Purdue en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans, se describen con más detalle en dos artículos enviados a Astrophysical Journal Letters. Uno de ellos, dirigido por Milisavljevic, se centra en los resultados de Webb, mientras que el otro, dirigido por Jacco Vink de la Universidad de Ámsterdam, se centra en los resultados de Chandra. Los coautores incluyen a destacados expertos en astrofísica y ciencias espaciales.
Perspectivas Futuras y Colaboración Internacional
El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian, ubicado en Cambridge, Massachusetts, lidera las operaciones científicas, mientras que el Telescopio Espacial James Webb, el principal observatorio científico espacial del mundo, continúa resolviendo misterios en nuestro sistema solar y más allá. La colaboración internacional en el proyecto, con la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense como socios clave, subraya la importancia de la cooperación global en la exploración y comprensión del universo.
NuSTAR, una misión dirigida por Caltech y administrada por JPL para la NASA, ha desempeñado un papel esencial en el estudio, proporcionando datos cruciales sobre elementos radiactivos en los restos de la supernova.
En resumen, esta colaboración sin precedentes entre Chandra y Webb ha permitido a los científicos desentrañar los misterios del remanente de supernova Cassiopeia A, revelando una narrativa fascinante sobre la explosión estelar y sus efectos duraderos en el cosmos.
Fuente: Chandra
