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Características misteriosas se esconden en la luz infrarroja cercana
Como un adorno redondo y brillante listo para ser colocado en el lugar perfecto de un árbol navideño, el remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) brilla en una nueva imagen del Telescopio Espacial James Webb de la NASA. Si bien todo es brillante, esta escena no es la proverbial noche silenciosa. Como parte de la Vacaciones de 2023 en la Casa Blanca, la Primera Dama de los Estados Unidos, la Dra. Jill Biden, estrenó el primer Calendario de Adviento de la Casa Blanca. Para mostrar la “magia, la maravilla y la alegría” de la temporada navideña, el Dr. Biden y la NASA están celebrando con esta nueva imagen de Webb.
La vista NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb de Cas A muestra esta explosión estelar en una resolución previamente inalcanzable en estas longitudes de onda. Esta imagen de alta resolución revela detalles intrincados de la capa de material en expansión que choca contra el gas desprendido por la estrella antes de explotar.
Cas A es uno de los restos de supernova mejor estudiados de todo el cosmos. A lo largo de los años, los observatorios terrestres y espaciales, incluido el de la NASA Observatorio de rayos X Chandra, telescopio espacial Hubbley jubilado Telescopio espacial Spitzer han reunido una imagen de múltiples longitudes de onda del remanente del objeto.
Sin embargo, los astrónomos han entrado ahora en una nueva era en el estudio de Cas A. En abril de 2023, el MIRI (instrumento de infrarrojo medio) de Webb comenzó este capítulo, revelando características nuevas e inesperadas dentro de la capa interna del remanente de supernova. Muchas de esas características son invisibles en la nueva imagen NIRCam y los astrónomos están investigando por qué.
Imagen: Casiopea A (NIRCam)
’Como fragmentos de vidrio'
La luz infrarroja es invisible para nuestros ojos, por lo que los procesadores de imágenes y los científicos traducen estas longitudes de onda de luz en colores visibles. En esta imagen más reciente de Cas A, se asignaron colores a diferentes filtros de NIRCam, y cada uno de esos colores insinúa una actividad diferente que ocurre dentro del objeto.
A primera vista, la imagen NIRCam puede parecer menos colorida que la imagen MIRI. Sin embargo, esto simplemente se reduce a las longitudes de onda en las que el material del objeto emite su luz.
Los colores más notables en la imagen más reciente de Webb son grupos representados en naranja brillante y rosa claro que forman la capa interna del remanente de supernova. La visión nítida de Webb puede detectar los más pequeños nudos de gas, compuestos de azufre, oxígeno, argón y neón de la propia estrella. Incrustado en este gas hay una mezcla de polvo y moléculas, que eventualmente se convertirán en componentes de nuevas estrellas y sistemas planetarios. Algunos filamentos de escombros son demasiado pequeños para que Webb los pueda resolver, lo que significa que tienen un diámetro comparable o inferior a 10 mil millones de millas (alrededor de 100 unidades astronómicas). En comparación, la totalidad de Cas A abarca 10 años luz de diámetro, o 60 billones de millas.
"Con la resolución de NIRCam, ahora podemos ver cómo la estrella moribunda se hizo añicos por completo cuando explotó, dejando filamentos similares a pequeños fragmentos de vidrio", dijo Danny Milisavljevic de la Universidad Purdue, quien dirige el equipo de investigación. "Es realmente increíble, después de todos estos años estudiando Cas A, poder resolver ahora esos detalles, que nos brindan una visión transformadora de cómo explotó esta estrella".
Imagen: Casiopea A NIRCam/MIRI
Monstruo verde escondido
Al comparar la nueva vista de Cas A en el infrarrojo cercano de Webb con la vista en el infrarrojo medio, su cavidad interior y su capa exterior curiosamente carecen de color.
Las afueras de la capa interior principal, que aparecían de un color naranja intenso y rojo en la imagen MIRI, ahora parecen humo de una fogata. Esto marca el lugar donde la onda expansiva de la supernova choca contra el material circunestelar circundante. El polvo del material circunestelar es demasiado frío para ser detectado directamente en longitudes de onda del infrarrojo cercano, pero se ilumina en el infrarrojo medio.
Los investigadores dicen que el color blanco es la luz de la radiación sincrotrón, que se emite en todo el espectro electromagnético, incluido el infrarrojo cercano. Se genera mediante partículas cargadas que viajan a velocidades extremadamente altas y giran en espiral alrededor de líneas de campo magnético. La radiación de sincrotrón también es visible en las capas en forma de burbujas en la mitad inferior de la cavidad interior.
Tampoco se ve en la vista del infrarrojo cercano el bucle de luz verde en la cavidad central de Cas A que brillaba en el infrarrojo medio, apodado el Monstruo Verde por el equipo de investigación. Los investigadores describieron esta característica como “difícil de entender” en el momento de su primer vistazo.
Si bien el "verde" del Monstruo Verde no es visible en NIRCam, lo que queda en el infrarrojo cercano en esa región puede proporcionar información sobre esta misteriosa característica. Los agujeros circulares visibles en la imagen MIRI están débilmente delineados en emisión blanca y violeta en la imagen NIRCam; esto representa gas ionizado. Los investigadores creen que esto se debe a que los restos de la supernova empujan y esculpen el gas que dejó la estrella antes de explotar.
Imagen: Casiopea A Características
bebe cas a
Los investigadores también quedaron absolutamente atónitos por una característica fascinante en la esquina inferior derecha del campo de visión de NIRCam. A esa masa grande y estriada la llaman Baby Cas A, porque parece una descendencia de la supernova principal.
Se trata de un eco luminoso, donde la luz de la antigua explosión de la estrella ha llegado y calienta el polvo distante, que brilla a medida que se enfría. La complejidad del patrón de polvo y la aparente proximidad de Baby Cas A a la propia Cas A son particularmente intrigantes para los investigadores. En realidad, Baby Cas A se encuentra a unos 170 años luz detrás del remanente de supernova.
También hay varios otros ecos de luz más pequeños esparcidos por todo el nuevo retrato de Webb.
El remanente de supernova Cas A se encuentra a 11.000 años luz de distancia, en la constelación de Casiopea. Se estima que explotó hace unos 340 años desde nuestro punto de vista.
El Telescopio Espacial James Webb es el principal observatorio científico espacial del mundo. Webb está resolviendo misterios en nuestro sistema solar, mirando más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas, y explorando las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional liderado por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.
Contactos de medios
Laura Betz – laura.e.betz@nasa.gov, Rob Gutro– rob.gutro@nasa.gov
de la NASA Centro de vuelos espaciales Goddard, Greenbelt, Maryland.
Hannah Braun – hbraun@stsci.edu , Cristina Pulliam – cpulliam@stsci.edtu
Instituto de Ciencias del Telescopio EspacialBaltimore, Maryland.
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Información relacionada
Ciclo de vida de las estrellas
Más noticias sobre Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/
Más imágenes de Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/multimedia/images/
Página de la misión Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/
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