Vista poco común de toda la primera supernova registrada revela detalles nunca antes vistos

Hace más de 1.800 años, en el año 185, los astrónomos chinos registraron lo que llamaron una «estrella invitada» después de que apareciera una nueva fuente brillante en el cielo nocturno. Recientemente, los astrónomos que trabajan con DECam (Cámara de Energía Oscura) en el Telescopio de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) pudieron capturar una nueva imagen que destaca los restos fantasmales de esta primera supernova registrada, incluido su anillo de escombros.

En el año 185 EC, los astrónomos chinos registraron la aparición de una nueva estrella muy brillante, una «estrella invitada». Los investigadores notaron que brillaba como una estrella y no parecía moverse por el cielo, argumentando que era un cometa. Además, los observadores notaron que la estrella tarda unos ocho meses en desvanecerse, lo que es consistente con las observaciones modernas de supernovas.

Esta supernova histórica, que los astrónomos ahora llaman SN 185, se produjo a más de 8.000 años luz de distancia, en la dirección aproximada de Alpha Centauri, entre las constelaciones de Circinus y Centaurus.

Recientemente, la estructura resultante de esta supernova, RCW 86, fue fotografiada por la Cámara de Energía Oscura (DECam) montada en el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros, ubicado en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo, en Chile, un programa de Laboratorio NOIR de la NSF. Esta imagen rara y excepcional ayuda a arrojar luz sobre cómo han evolucionado los restos de supernova en los últimos 1.800 años.

Una supernova histórica fechada con mayor precisión

La increíble vista de campo amplio de DECam ha permitido a los astrónomos crear esta vista nunca antes vista de todo el remanente de supernova como se ve hoy, en gran parte debido a su capacidad para capturar gran parte del cielo a la vez sin comprometer el nivel de detalle.

Si la conexión entre RCW 86 y SN 185 ahora está bien establecida, no siempre fue así. Durante décadas, los astrónomos pensaron que una supernova tradicional con colapso del núcleo (una supernova en la que una estrella masiva arroja material a medida que explota) tardaría unos 10.000 años en formar la estructura tal como la vemos hoy. Eso haría que la estructura fuera mucho más antigua que la supernova observada en el año 185.

Esta estimación preliminar provino en gran parte de las mediciones del tamaño de los restos de supernova. Pero un estudio de 2006 descubrió que su gran tamaño se debía a una tasa de expansión extremadamente alta, cuyo mecanismo no se explicó en ese momento.

Específicamente, al examinar la distribución de energía de los rayos X, el principio de la espectroscopia, el equipo descubrió que la mayoría de las emisiones de rayos X eran generadas por electrones de alta energía que pasaban a través de un campo magnético. Este es un proceso bien conocido que normalmente da como resultado una emisión de radio de baja energía. Sin embargo, solo velocidades de choque muy altas pueden acelerar electrones a energías que permitan la emisión de rayos X.

La imagen publicada por NOIRLab de la NSF muestra tentáculos delgados que parecen alejarse de un punto central, como los restos de un globo reventado. Este anillo de escombros es, por lo tanto, todo lo que queda de la estrella enana blanca que explotó hace más de 1800 años.

La nueva estimación de 2006 es mucho más consistente con una edad relativamente joven de alrededor de 2000 años, lo que fortaleció el vínculo entre RCW 86 y la «estrella invitada» observada hace siglos.

Remanentes de supernova mejor entendidos

Si bien una estimación de edad más precisa ha acercado a los astrónomos a la comprensión de esta característica estelar única, los científicos aún tienen que desentrañar el mecanismo detrás del rápido desarrollo de RCW 86. La respuesta llegó cuando los datos de rayos X del área revelaron grandes cantidades de hierro, lo que sugiere otra tipo de explosión: una supernova de tipo Ia, explica la anuncio de NOIRLab de NSF.

Este tipo de explosión ocurre en un sistema estelar binario cuando una enana blanca densa, los restos del final de la vida de una estrella como el Sol, absorbe materia de su estrella compañera hasta el punto crítico de explosión. Estas supernovas son las más brillantes de todas, lo que explica que la mencionada en el estudio pudiera haber sido advertida en 185 por los observadores de la época, cautivados por el espectáculo.

Los astrónomos ahora tienen una imagen más completa de la formación de RCW 86. A medida que la enana blanca del sistema binario tragaba material de su estrella compañera, sus vientos de alta velocidad expulsaron gas y polvo a su alrededor, creando una cavidad, una especie de caparazón vacío.

Luego, cuando la enana blanca no pudo contener más masa, explotó violentamente. Entonces tuvo lugar una amplia variedad de reacciones nucleares (captura nuclear, descomposición, fusión, fisión) que produjeron casi todos los elementos químicos conocidos. La cavidad previamente formada proporcionó un amplio espacio para que los remanentes estelares de alta velocidad se expandieran muy rápidamente y crearan las características monumentales que vemos hoy.

Los investigadores están particularmente interesados ​​en este tipo de supernovas. De hecho, sus estudios brindan información sobre cómo estas reacciones estelares afectan la distribución de elementos de hierro en el cosmos y pueden proporcionar a los investigadores una visión más profunda de la composición química del Universo. Recientemente, también se detectó una supernova en una galaxia vecina a la Vía Láctea, lo que ofrece otro vistazo al cosmos.