Webb capta la explosión de una estrella
12 diciembre, 2023
Diciembre nos hace pensar en decoraciones llenas de luz. Con esta referencia en mente la Agencia Espacial Europea (ESA) comienza su descripción de lo que observó el Telescopio Espacial James Webb en un remanente de supernova en Cassiopeia A (Cas A).
Después de describir “un adorno brillante, redondo y listo para ser colocado en el lugar perfecto en el árbol”, el comunicado aclara que la nueva imagen del Telescopio Espacial James Webb no narra una noche silenciosa. “No todo es calma”, aclara.
Una explosión en infrarrojo
El remanente de supernova que observó el Webb ha sido objetivo para todo tipo de observatorios cósmicos. Desde instalaciones terrestres e incluso desde el Telescopio Espacial Hubble se han registrado imágenes en diferentes longitudes de onda.
Este objeto celeste fue observado por dos instrumentos del Webb: la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) y el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI). Desde ellos es posible apreciar nuevos detalles.
Desde NIRCam se ve una explosión violenta con una resolución nunca antes vista. Desde esta longitud de onda se reconocen detalles como la cáscara en expansión al chocar contra el gas que la estrella arroja. Esto ocurre antes de la explosión.
MIRI había observado previamente el mismo objetivo, en abril de este año. En ese momento observó características dentro de la cáscara del remanente de la supernova. Muchas de ellas no aparecen en las imágenes de NIRCam y los astrónomos están investigando el porqué.
Un detalle importante con la luz infrarroja es que no es visible para nosotros. Para interpretarla se usan filtros. En el caso de las imágenes que provienen de NIRCam y MIRI se usaron filtros diferentes. La variación en los colores muestra actividades distintas en el mismo objeto.
Un detalle que se reconoce fácilmente es que la imágen obtenida desde NIRCam es menos colorida que la de MIRI. La causa son las longitudes de onda que percibe cada instrumento, la actividad en el remanente de supernova ocurre menos en el rango que percibe NIRCam.
En las imágenes más recientes que ha obtenido el Webb de Cas A aparecen cúmulos de luz naranja y rosa que forman el interior de la cáscara en el remanente de la supernova.
La visión nítida del Webb permite ver pequeños nudos de gas. Estos se componen de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella. Dentro de este gas también hay una mezcla de polvo y moléculas que posteriormente se integrarán a nuevas estrellas y sistemas planetarios.
Algunos de los filamentos de escombros son demasiado pequeños para ser reconocidos. Esto significa que su tamaño es menor a 100 unidades astronómicas (que equivalen a 16 mil millones de kilómetros). Como referencia, la extensión de todo Cas A abarca 10 años luz, que equivalen aproximadamente a 96 billones de kilómetros.
Al comparar las imágenes de NIRCam y MIRI se nota una falta de color en la cavidad interna y y el caparazón exterior en la vista de infrarrojo cercano. Ahí se reconoce la marca de la onda expansiva de la supernova cuando choca contra el material circunestelar de los alrededores. El polvo es demasiado frío para detectarse en infrarrojo cercano; sin embargo, en el infrarrojo medio se ilumina.
Los investigadores interpretan la luz blanca de la imagen como radiación sincrotrónica que se emite a través del espectro electromagnético, incluído el infrarrojo cercano. Se genera por partículas cargadas que viajan a velocidades extremadamente rápidas en espiral alrededor de las líneas de campo magnético.
Otro detalle que se pierde en el infrarrojo cercano es un bucle verde de luz en la cavidad central de Cas A que sí se reconoce en la imagen capturada por MIRI. El equipo de investigación le dio el apodo de “monstruo verde”. En un primer intento fue catalogado como “difícil de entender”.
Por otro lado, en la imagen de MIRI se veían hoyos circulares. En la captura de NIRCam se reconoce una emisión púrpura pálido, que indica gas ionizado. Los investigadores creen que se trata de desechos de la supernova que empujan al gas que dejó la estrella antes de explotar.
Un último detalle de la nueva imagen en infrarrojo cercano llamó la atención de los investigadores. En la izquierda inferior derecha se observa una mancha a la que han llamado Baby Cas A debido a que parece un hijo de la supernova principal.
Se trata de un eco de luz. La luz de la explosión alcanzó polvo distante, lo calentó e iluminó. Baby Cas A se ubica a 170 años luz detrás del remanente de supernova. En la nueva imagen capturada por NIRCam aparecen otros ecos pequeños y dispersos.
El remanente de supernova llamado Cas A se encuentra a 11,000 años luz de distancia. Está dentro de la constelación de Casiopea. Se calcula que la explosión ocurrió hace 340 años desde nuestro punto de vista.