Nuevas observaciones muy detalladas de los restos de una supernova de
mil años, llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope)
de ESO, han revelado claves sobre el origen de los rayos cósmicos. Por
primera vez, las observaciones sugieren la presencia de partículas de
rápido movimiento en los remanentes de la supernova que podrían ser
precursoras de estos rayos cósmicos. Los resultados aparecen en el
número del 14 de febrero de 2013 de la revista Science.
Observaciones de VLT/VIMOS del frente de choque del remanente de la supernova SN 1006
Imágenes
Nuevas observaciones muy detalladas de los restos de una supernova de mil años, llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, han revelado claves sobre el origen de los rayos cósmicos.
La imagen de la izquierda muestra todo el remanente de la supernova
SN 1006 supernova vista en ondas de radio (rojo), rayos X (azul) y luz
visible (amarillo). La segunda imagen, que corresponde a la pequeña
región cuadrada marcada a la izquierda, es una imagen más cercana del
Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA de una región sorprendentemente
estrecha del frente de choque, donde el material de la supernova choca
con el medio interestelar. La tercera imagen muestra cómo la unidad de
campo integral del instrumento VIMOS divide la imagen en muchas regiones
pequeñas, luego la luz de cada una de ellas se divide los colores que
componen su espectro. Cuando se analizan estos espectros, se pueden
derivar los mapas de propiedades del objeto subyacente. El ejemplo que
se muestra a la derecha es un mapa de una de las propiedades del gas (el
ancho de la línea espectral), que es sorprendentemente variable, y que
implica, junto con otros indicadores, la presencia de protones de muy
altas velocidades.
Crédito:
ESO,
Radio: NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray:
Chandra X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes
et al., Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope;
NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky
Survey.
El remanente de la supernova SN 1006 visto en diferentes longitudes de onda
Imágenes
Esta sorprendente imagen fue creada a partir de fotografías obtenidas
por diferentes telescopios en el espacio y en la tierra y muestra el
remanente de la supernova SN 1006, vista en ondas de radio (rojo), rayos
X (azul) y luz visible (amarillo).
Crédito:
Radio:
NRAO/AUI/NSF/GBT/VLA/Dyer, Maddalena & Cornwell, X-ray: Chandra
X-ray Observatory; NASA/CXC/Rutgers/G. Cassam-Chenaï, J. Hughes et al.,
Visible light: 0.9-metre Curtis Schmidt optical telescope;
NOAO/AURA/NSF/CTIO/Middlebury College/F. Winkler and Digitized Sky
Survey.
Parte del remanente de la supernova SN 1006 visto por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA
Imágenes
Esta imagen es una composición de las observaciones de emisión de
hidrógeno obtenidas por la Cámara Avanzada para Sondeos del Hubble en
febrero de 2006, y las observaciones en luz azul, amarillo-verdosa y luz
del infrarrojo cercano obtenidas por la Cámara Wide Field Planetary 2
tomadas en abril de 2008. Al remanente de supernova, visible solo con el
filtro de luz emitida por hidrógeno, le ha sido asignada una tonalidad
roja en esta imagen en color.
Crédito:
NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Acknowledgment: W. Blair (Johns Hopkins University)
En el año 1006, pudo verse una nueva estrella en los cielos
australes, y su presencia fue ampliamente registrada por todo el mundo.
Era muchas veces más brillante que el planeta Venus y podría haber
rivalizado en brillo con la Luna. Era tan brillante en su máximo que
arrojaba una sombra y era visible durante el día. Más recientemente los
astrónomos han identificado la ubicación de la supernova y la han
nombrado SN 1006. También han encontrado un refulgente anillo de
material en expansión en la constelación austral de Lupus (El Lobo) que
constituye los restos de la vasta explosión.
Durante mucho tiempo se creyó que este tipo de remanentes de
supernova se encuentran donde se forman cierto tipo de rayos cósmicos —
partículas de muy alta energía originadas fuera del Sistema Solar que
viajan a una velocidad cercana a la de la luz —. Pero hasta ahora los
detalles de cómo ocurre esto han sido un misterio.
Un equipo de astrónomos liderados por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania [1])
ha utilizado el instrumento VIMOS, instalado en el telescopio VLT, para
observar, con más detalle que nunca, el remanente de SN 1006, de mil
años de edad. Su intención era estudiar qué ocurría en el lugar en el
que el material era eyectado de la supernova a gran velocidad, horadando
la materia interestelar estacionaria — el frente de choque. Este frente
de choque que se expande a gran velocidad es similar a la explosión
sónica producida por un avión al superar la barrera del sonido y es un
candidato natural a acelerador de partículas cósmico.
Por primera vez el equipo no solo ha obtenido información sobre el
material del frente de choque en un punto, sino que también han dibujado
un mapa de las propiedades del gas, y cómo esas propiedades cambian a
lo largo del frente de choque. Esto ha proporcionado claves para
resolver el misterio.
El resultado fue una sorpresa, ya que sugiere que en el gas de las
regiones de choque había muchos protones moviéndose a altas velocidades [2].
Dado que no son los buscados rayos cósmicos de altas energías, podrían
ser las “partículas-semilla” necesarias, que interactúan con el material
del frente de choque para alcanzar las energías extremadamente altas
requeridas y saltar al espacio en forma de rayos cósmicos.
Nikolić explica: “Es la primera vez que hemos sido capaces de
obtener una imagen detallada de lo que está ocurriendo dentro y
alrededor de un frente de choque de supernova. Encontramos evidencias de
que hay una región que se está calentando de la forma en que lo haría
si hubiera protones transportando la energía directamente desde detrás
del frente de choque”.
El estudio fue el primero en usar un espectrógrafo de campo integral [3]
para sondear las propiedades del frente de choque de los remanentes de
supernova con tanto detalle. Ahora, el equipo está deseando aplicar este
método a otros remanentes.
El coautor, Glenn van de Ven, del Instituto Max Planck de Astronomía, concluye: “Este
innovador tipo de acercamiento observacional podría ser la clave para
resolver el puzle de cómo se producen los rayos cósmicos en los
remanentes de supernova”.
Notas
[1] Esta nueva evidencia surgió durante
el análisis de los datos por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck de
Astronomía) como parte de un trabajo para su tesis doctoral en la
Universidad de Heidelberg.
[2] Estos protones se denominan supratermales, ya que se mueven mucho más rápido de lo esperado dada la temperatura del material.
[3] Esto se logra utilizando una de las funciones del
instrumento VIMOS llamada unidad de campo integral, en la que la luz
registrada en cada píxel se separa individualmente en los colores que la
componen y se registra cada uno de esos espectros. El espectro puede
después analizarse individualmente y ofrece información sobre las
velocidades y las propiedades químicas de cada parte del objeto creado.
Información adicional
Esta investigación fue presentada en el
artículo “An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006” que
aparece en la revista Science del 14 de febrero de 2013.
El equipo está compuesto por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck
de Astronomía [MPIA], Heidelberg, Alemania), Glenn van de Ven (MPIA),
Kevin Heng (Universidad de Bern, Suiza), Daniel Kupko (Instituto Leibniz
de Astrofísica Potsdam [AIP], Potsdam, Alemania), Bernd Husemann (AIP),
John C. Raymond (Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Cambridge,
EE.UU.), John P. Hughes (Universidad Rutgers, Piscataway, EE.UU.), Jesús
Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna,
España).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de
Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Quince
países apoyan esta institución: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil,
Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el
Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un
ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de
poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los
astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también
desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en
investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación
de categoría mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En
Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio
óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA
trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del
mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo
del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para
rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un
revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en
desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope,
E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que
llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
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Esta es una traducción de la nota de prensa de ESO eso1308.
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