En 2009, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA publicó una imagen cautivadora: un púlsar y la nebulosa que lo rodea, con forma de mano.
Desde entonces, los astrónomos han utilizado el Chandra y otros telescopios para seguir observando este objeto. Ahora, nuevos datos de radio del Conjunto Compacto del Telescopio Australiano (ATCA) se han combinado con los datos de rayos X del Chandra para proporcionar una nueva visión de esta estrella en explosión y su entorno, lo que ayuda a comprender sus peculiares propiedades y forma.
En el centro de esta nueva imagen se encuentra el púlsar B1509-58, una estrella de neutrones que gira rápidamente y tiene tan solo unos 19 kilómetros de diámetro. Este diminuto objeto es responsable de la formación de una intrincada nebulosa (llamada MSH 15-52) que se extiende por más de 150 años luz, o unos 1450 billones de kilómetros. La nebulosa, producida por partículas energéticas, se asemeja a una mano humana con la palma y los dedos extendidos apuntando hacia la esquina superior derecha en rayos X.
Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Hong Kong/S. Zhang y otros; Radio: ATNF/CSIRO/ATCA; H-alfa: STFC del Reino Unido/Observatorio Real de Edimburgo; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
El colapso de una estrella masiva creó el púlsar cuando gran parte de la estrella se estrelló contra su interior tras agotar su combustible nuclear sostenible. La explosión subsiguiente expulsó las capas externas de la estrella al espacio como una supernova.
El púlsar gira casi siete veces por segundo y posee un intenso campo magnético, aproximadamente 15 billones de veces más potente que el de la Tierra. La rápida rotación y el intenso campo magnético convierten a B1509-58 en uno de los generadores electromagnéticos más potentes de la galaxia, lo que le permite expulsar un enérgico viento de electrones y otras partículas del púlsar, creando así la nebulosa.
En esta nueva imagen compuesta, los datos de radio de ATCA (representados en rojo) se han combinado con rayos X de Chandra (mostrados en azul, naranja y amarillo), junto con una imagen óptica de gas hidrógeno (oro). Las áreas de superposición entre los datos de rayos X y de radio en MSH 15-52 se muestran en púrpura. La imagen óptica muestra estrellas en el campo de visión junto con fragmentos de los restos de la supernova, el remanente de supernova RCW 89. Una versión etiquetada de la figura muestra las características principales de la imagen.
Los datos de radio de ATCA revelan ahora filamentos complejos alineados con las direcciones del campo magnético de la nebulosa, como se muestra mediante líneas blancas cortas y rectas en una imagen complementaria. Estos filamentos podrían ser el resultado de la colisión del viento de partículas del púlsar con los restos de la supernova.
Rayos X: NASA/CXC/Univ. de Hong Kong/S. Zhang y otros; Radio: ATNF/CSIRO/ATCA; H-alfa: STFC del Reino Unido/Observatorio Real de Edimburgo; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Al comparar los datos de radio y rayos X, los investigadores identificaron diferencias clave entre las fuentes de ambos tipos de luz. En particular, algunas características prominentes de rayos X, como el chorro hacia la parte inferior de la imagen y las partes internas de los tres “dedos” hacia la parte superior, no se detectan en las ondas de radio. Esto sugiere que partículas altamente energéticas se están filtrando de una onda de choque —similar al estampido sónico de un avión supersónico— cerca del púlsar y se mueven a lo largo de las líneas del campo magnético para crear los dedos.
Los datos de radio también muestran que la estructura de RCW 89 difiere de la de los remanentes típicos de supernovas jóvenes. Gran parte de la emisión de radio es irregular y se asemeja mucho a cúmulos de rayos X y emisión óptica. Además, se extiende mucho más allá de la emisión de rayos X. Todas estas características respaldan la idea de que RCW 89 está colisionando con una densa nube de gas hidrógeno cercana.
Sin embargo, los investigadores no comprenden completamente todo lo que los datos les muestran. Un aspecto desconcertante es el límite nítido de la emisión de rayos X en la esquina superior derecha de la imagen, que parece ser la onda expansiva de la supernova (véase la característica etiquetada). Las ondas expansivas de supernova suelen ser brillantes en ondas de radio para remanentes de supernova jóvenes como RCW 89, por lo que sorprende a los investigadores que no haya señal de radio en el límite de rayos X.
MSH 15–52 y RCW 89 muestran muchas características únicas que no se encuentran en otras fuentes jóvenes. Sin embargo, aún existen muchas preguntas sin respuesta sobre la formación y evolución de estas estructuras. Se necesita más investigación para comprender mejor la compleja interacción entre el viento del púlsar y los restos de supernova.
Un artículo que describe este trabajo, dirigido por Shumeng Zhang, de la Universidad de Hong Kong, con los coautores Stephen C.Y. El artículo, escrito por Ng, de la Universidad de Hong Kong, y Niccolo’ Bucciantini, del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, se ha publicado en The Astrophysical Journal.
El Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA, en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Más información sobre el Observatorio de Rayos X Chandra y su misión en https://www.nasa.gov/chandra y https://chandra.si.edu
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA