Un equipo de científicos utilizó el telescopio espacial James Webb de la NASA para analizar la estructura de la Nebulosa del Cangrejo, un remanente de supernova ubicado a 6.500 años luz de distancia en la constelación de Aries. Con el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) y la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio, el equipo recopiló datos que están ayudando a aclarar la historia de la Nebulosa del Cangrejo.
La Nebulosa del Cangrejo es el resultado del colapso de una supernova por la muerte de una estrella masiva. La explosión de la supernova en sí se observó en la Tierra en 1054 d.C. y fue lo suficientemente brillante como para verla durante el día. El remanente mucho más débil que se observa hoy es una capa de gas y polvo en expansión, y un viento impulsado por un púlsar, una estrella de neutrones altamente magnetizada y que gira rápidamente.
La Nebulosa del Cangrejo también es extremadamente inusual. Su composición inusual y su muy baja energía de explosión han sido explicadas previamente por una supernova de captura de electrones, un tipo raro de explosión producida por una estrella con un núcleo sin oxígeno, neón y magnesio, no el núcleo de hierro más común.
“Los datos web ahora amplían el rango de posibles interpretaciones”, dijo el autor principal del estudio, T. Tamim, de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. “La composición del gas ya no requiere una explosión de captura de electrones, sino que también puede explicarse por el colapso de una supernova con núcleo débil de hierro”.
Estudiar el presente para comprender el pasado.
Esfuerzos de investigación anteriores han calculado la energía cinética total de la explosión basándose en la cantidad y velocidad de las eyecciones actuales. Los astrónomos estimaron que la naturaleza de la explosión era de energía relativamente baja (menos de una décima parte de la de una supernova típica) y que la masa de la estrella progenitora estaba en el rango de ocho a diez masas solares: estrellas que experimentarían Muerte violenta por supernova. Los hay y los que no.
Sin embargo, existen inconsistencias entre la teoría de la supernova de captura de electrones y las observaciones del Cangrejo, particularmente el rápido movimiento de los púlsares. En los últimos años, los astrónomos también han mejorado sus conocimientos sobre las supernovas de colapso del núcleo de hierro y ahora piensan que este tipo también puede producir explosiones de baja energía, siempre que la masa estelar sea lo suficientemente baja.
Las métricas web combinan resultados históricos.
Para reducir el nivel de incertidumbre que rodea la naturaleza de la estrella primordial del cangrejo y su explosión, el equipo dirigido por Timm utilizó las capacidades espectroscópicas de Webb para capturar dos regiones ubicadas dentro del filamento interno del cangrejo.
Las teorías predicen que debido a la diferente composición química de los núcleos de las supernovas de captura de electrones, la proporción de abundancia de níquel a hierro (Ni/Fe) debería ser mucho mayor que la medida en nuestro Sol (en el que estos elementos están presentes hace generaciones). ). (incluye estrellas). Los estudios realizados a finales de los años 1980 y principios de los 1990 midieron las proporciones de Ni/Fe dentro del pedernal utilizando datos ópticos e infrarrojos cercanos y observaron una alta proporción de abundancia de Ni/Fe que indica la captura de electrones. Una supernova parece favorecer el escenario.
El Telescopio Webb, con sus sensibles capacidades infrarrojas, está avanzando en la investigación de la Nebulosa del Cangrejo. El equipo utilizó las capacidades espectroscópicas de MIRI para medir las líneas de emisión de níquel y hierro, lo que dio como resultado una estimación más confiable de la relación de abundancia de Ni/Fe. Descubrieron que la proporción era todavía mayor que la del Sol, pero sólo modestamente y mucho más baja que las estimaciones anteriores.
Los valores revisados son consistentes con la captura de electrones, pero no descartan una explosión por colapso del núcleo de hierro de una estrella similar de baja masa. (Se espera que las explosiones de alta energía de estrellas más masivas produzcan proporciones cercanas a las abundancias solares). Se necesitará más trabajo teórico y de observación para distinguir entre estas dos posibilidades.
“Actualmente, los datos espectrales obtenidos de la web cubren dos pequeñas áreas del cangrejo, por lo que es importante estudiar los restos mucho más y se debe tener en cuenta cualquier variación local”. papel. “Será interesante ver si podemos identificar líneas de emisión de otros elementos como el cobalto o el germanio”.
Mapeo del estado actual de los cangrejos
Además de capturar datos espectrales de dos pequeñas regiones del interior de la Nebulosa del Cangrejo para medir las proporciones de abundancia, el telescopio también observó la atmósfera más amplia del remanente para comprender los detalles de la emisión de sincrotrón y la distribución del polvo.
Las imágenes y los datos recopilados por MIRI permitieron al equipo aislar las emisiones de polvo dentro del cangrejo y mapearlas en alta resolución por primera vez. Al mapear la emisión de polvo caliente con Webb, e incluso combinarlo con datos sobre granos de polvo fríos del Observatorio Espacial Herschel, el equipo creó una mejor imagen de la distribución del polvo: los filamentos más externos contienen relativamente más polvo caliente, mientras que los granos más fríos contienen más abundante. cerca del centro.
“El lugar donde aparece el polvo en el Cangrejo es interesante porque difiere de otros restos de supernova, como Cassiopeia A y Supernova 1987A”, dijo Nathan Smith del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona y coautor del artículo. “En estos objetos, el polvo está en el centro. En el Cangrejo, el polvo se encuentra en los densos filamentos de la capa exterior. La Nebulosa del Cangrejo hace honor a una tradición astronómica: la más cercana, más brillante y mejor estudiada Los objetos son extraños. Los hay.”
Estos resultados han sido aceptados para su publicación. Cartas de revistas astrofísicas.
Estas observaciones fueron tomadas como parte del Programa de Observadores Generales 1714.
