6 de enero de 2009

Cassiopeia A cobra vida en el espacio y en el tiempo

Imagen: NASA/CXC/SAO/D.Patnaude et al.

Dos nuevos esfuerzos han traído a un famoso remanente de supernova de la estática a la dinámica. Una nueva película con los datos del Observatorio Chandra de rayos X, de la NASA, muestra la evolución en el tiempo nunca antes vista en un objeto de este tipo. Y se ha publicado también, una impresionante visualización tridimensional, sin precedentes, del mismo remanente por parte de otro equipo.

Hace casi diez años, la "primera luz" del Chandra era una imagen de Cassiopeia A (Cas A) y revelaba estructuras nunca antes vistas y en detalle. Ahora, después de ocho años de observación, los científicos han sido capaces de construir una película que sigue la expansión de los remanentes y sus cambios en el tiempo.

"Con Chandra, hemos visto Cas A durante un lapso relativamente breve de su vida, pero hasta ahora el espectáculo ha sido sorprendente", dijo Daniel Patnaude del Observatorio Astrofísico Smithsoniano, en Cambridge, Mass. "Además, podemos usar esto para aprender más acerca de las secuelas de la explosión de la estrella".

Separadamente, una igualmente fascinante visualización de Cas A se presentó, junto con los resultados del equipo de Patnaude, en una conferencia de prensa en la reunión 213 de la Sociedad Astronómica Americana en Long Beach, California. Basados en los datos de Chandra, y del telescopio espacial Spitzer, de la NASA, y telescopios ópticos basados en tierra, Delaney Tracey y sus colegas han creado la primera recorrida tridimensional a través de un remanente de supernova.

"Siempre hemos querido saber cómo las piezas que vemos en dos dimensiones encajan unas con otras en la vida real", dijo Delaney del Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Ahora podemos ver por nosotros mismos con este 'holograma' de los desechos de las supernovas".

Esta visualización pionera de Cas A se hizo posible gracias a una colaboración con el proyecto Medicina Astronómica de Harvard. El objetivo de este proyecto es reunir las mejores técnicas de dos ámbitos muy diferentes, la astronomía y las imágenes médicas.

"En estos momentos, nos estamos centrando en la mejora de la visualización en tridimensional tanto en la astronomía como en la medicina", dijo Alyssa Goodman de Harvard que dirige el proyecto Medicina Astronómica. "Este proyecto con Cas A es exactamente lo que hemos de esperar que salga de él."

Si bien estas visualizaciones son impresionantes, tanto los datos de la película Patnaude y como el modelo 3-D de Delaney son, lo que es más importante, recursos ricos para la ciencia. Los dos equipos están tratando de obtener una comprensión mucho más completa de cómo trabajan esta famosa explosión de supernova y su remanente.

Patnaude y su equipo han medido la velocidad de expansión de características de Cas A a partir de los movimientos en la película, y encontraron que es más lento de lo esperado en base a los modelos teóricos actuales. Patnaude piensa que la explicación de esta misteriosa pérdida de energía es la aceleración de rayos cósmicos.

Utilizando las estimaciones de las propiedades de la explosión de supernova, incluyendo su energía y su dinámica, el grupo de Patnaude muestra que alrededor del 30% de la energía de esta supernova se ha escapado en rayos cósmicos acelerados, partículas energéticas que se generan, en parte, en los remanentes de supernova y que constantemente bombardean la atmósfera de la Tierra. El parpadeo en la película proporciona una nueva información valiosa acerca de dónde ocurre la aceleración de estas partículas.

Asimismo, el nuevo modelo 3-D de Cas A proporciona a los investigadores una capacidad única para estudiar este remanente. Con esta nueva herramienta, Delaney y colegas encontraron dos componentes de la explosión, un componente esférico de las capas externas de la estrella y un componente aplanado de las capas interiores de la estrella.

Notables características del modelo son los penachos de alta velocidad de este material interno que se disparó a partir de la explosión. Penachos o chorros, de silicio aparecen en el noreste y suroeste, mientras que los penachos de hierro se observan en el sureste y norte. Los astrónomos ya sabían de los penachos y los chorros, pero no sabían que todas salían de una amplia estructura con forma de disco.

La implicación de este trabajo es que los astrónomos que construyen modelos de explosiones de supernovas deben ahora considerar que las capas externas de la estrella salen en forma esférica, pero las capas interiores, en cambio, salen en forma de disco, con chorros a alta velocidad en múltiples direcciones.

Cassiopeia A es lo que queda de una estrella que se cree que explotó hace unos 330 años, y es uno de los más jóvenes remanentes de la Vía Láctea. El estudio de Cas A y otros remanentes similares ayuda a los astrónomos a entender mejor cómo las explosiones que los generan siembran el gas interestelar con elementos pesados, calentándolo con la energía de su radiación, y desencadenan las ondas explosivas a partir de las que se forman nuevas estrellas.

Larry Rudnick, de la Universidad de Minnesota, lideró la parte de Spitzer del estudio de Delaney.

(jg) (mg)

Más información en:
http://chandra.harvard.edu/