Astrónomos modelan en 3D la explosión de una supernova y descubren detalles inesperados

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Astrónomos modelan en 3D la explosión de una supernova y descubren detalles inesperados

Imagen de rayos X del remanente de supernova SNR 0540-69.3 NASA / CXC / SAO

Astrónomos han creado un modelo tridimensional de la distribución de la materia en el remanente de una supernova. La estrella, llamada SNR 0540-69.3, explotó hace 1146 años, y el remanente en sí es asimétrico y consta de tres partes principales. El artículo fue publicado en The Astrophysical Journal.

Los remanentes de supernova son nebulosas difusas en expansión que contienen material expulsado de la explosión de estrellas. A través de la investigación, los astrónomos pueden comprender los mecanismos de las explosiones de supernovas y cómo se veían las estrellas progenitoras.

SNR 0540-69.3 es un remanente de supernova ubicado en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea. El remanente tiene aproximadamente mil años y a menudo se lo conoce como el gemelo de la Nebulosa del Cangrejo porque contiene una estrella púlsar de neutrones rodeada por un plerión, una nebulosa de viento pulsar.

Sin embargo, muchas de las propiedades de SNR 0540-69.3 no se parecen a las de la Nebulosa del Cangrejo de la Vía Láctea. En particular, es rica en oxígeno y el progenitor de la supernova era más masivo que el progenitor de la mencionada nebulosa.

Star's self-destruction is shown in 3D, revealing new details
Modelo tridimensional de la distribución en SNR 0540-69.3 de hidrógeno (emisión en la línea Hβ – turquesa, en la línea Hα – rojo) y oxígeno ([O III], gris). / Josefin Larsson et al. / The Astrophysical Journal, 2021

El trabajo

Ahora, un equipo de astrónomos dirigido por la astrofísica Josefin Larsson del Real Instituto de Tecnología de Suecia presentó los resultados de una simulación en 3D del remanente de supernova SNR 0540-69.3. El remanente fue observado con los instrumentos MUSE y X-shooter instalados en el complejo VLT en Chile.

Los investigadores identificaron 3 componentes emisores principales en el remanente asimétrico de la supernova. El primero fue el plerión interno, donde predomina el viento púlsar y la materia se mueve a velocidades de 1000 km/s. Consiste en anillos abultados con una morfología similar que rodean la cavidad interna. Se notó que la emisión de oxígeno se registra un poco más lejos que la emisión de S, Ar y Fe en algunas direcciones.

El segundo componente principal fue la radiación débil y extendida en la línea que rodea al plerión, en el que predomina la estructura del anillo. Finalmente, el tercer componente fue una «gota» de hidrógeno de rápido movimiento, un punto brillante de radiación en las líneas Hα y Hβ, ubicado al sureste del púlsar. Este demuestra la velocidad de la materia en el rango de 1500-3500 kilómetros por segundo.

Resultados

Los científicos han determinado la edad cinemática del remanente en 1146 ± 116 años. El anillo de oxígeno se interpreta como la liberación de materia durante la explosión, no como el resultado de la pérdida de masa de la estrella antes de la etapa de supernova.

En este caso, la forma del anillo puede asociarse con cuatro factores. El primero es la influencia del púlsar. El segundo son los parámetros de la estrella progenitora. El tercero la asimetría de la explosión o, el cuarto, las características del medio circunestelar.

La detección de la emisión del remanente en las líneas Hα y Hβ confirma a SNR 0540 como una explosión de supernova tipo II. Se trataría del colapso gravitacional de una estrella masiva. Un análisis más detallado de las observaciones de MUSE y X-shooter permitirá construir un modelo de la estrella progenitora y la interacción del púlsar con la nebulosa circundante.

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