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Cassiopeia A es el remanente de una supernova que explotó a 11.000 años luz de distancia.La luz de la estrella en explosión probablemente llegó a la Tierra alrededor de 1670 (solo unos años antes de que Newton inventara el telescopio reflector). Sin embargo, no hay constancia de ello, ya que la luz óptica no llegó a la Tierra.

La Nebulosa Cas A, ondeando con la energía y la luz de una antigua explosión, es uno de los objetos más estudiados en el universo profundo.Es una capa de gas en expansión que explotó en el espacio cuando explotó su estrella progenitora.

Pero Cass A no se expande uniformemente, y los astrónomos creen saber por qué.

Una explosión de supernova es uno de los eventos más catastróficos del universo.Las explosiones liberan enormes cantidades de energía y lanzan bombas de gas al espacio a gran velocidad.Una supernova puede enviar varias masas solares de materia al espacio a velocidades de hasta un 10% de la velocidad de la luz.La explosión envía una onda de choque en expansión al espacio, golpeando el medio interestelar (ISM) y arrastrando más material.La explosión de supernova de Cass A se encuentra en el centro de una nube que se expande dejando atrás una estrella de neutrones, ahora de unos 16 años luz de ancho.La nube de gas se ha sobrecalentado a unos 30 millones de grados centígrados y todavía brilla con energía explosiva.

Una nueva investigación muestra que la nebulosa interna de Cass A está sesgada y no se expande uniformemente.Revista Astrofísica”Mecánica de impacto hacia adelante y hacia atrás de Cassiopeia AEl autor principal es Jacco Vink, profesor asociado de la Universidad de Amsterdam.

Una explosión de supernova es el último acto del drama que comenzó antes de la explosión.Las estrellas masivas agotan el hidrógeno a medida que envejecen.Esto interrumpe la fusión, pulsando varias veces a medida que se deforma para alcanzar un equilibrio entre las presiones externas e internas.Cada pulso envía materia al espacio interestelar.

La nebulosa Cass A tiene un anillo de expansión distinto.Parte del material de la nebulosa fue expulsado de la estrella en el pulso anterior a la explosión de la supernova, y el material estaba contenido en un anillo exterior.Cass A también tiene ondas de choque tanto directas como inversas.Una onda de choque inversa es un material cuya explosión golpea el ISM y rebota hacia el centro de Cass A.

Cass A también contiene una masa más densa de materia llamada nudo denso y dos estructuras en forma de chorro opuestas entre sí.También hay características como los anillos, que los autores del estudio describen como “características morfológicas únicas”.Estas características son probablemente burbujas de material radiactivo que, al expandirse, repelen otros materiales.“El objetivo es comprender tanto el impacto directo como el inverso y la dinámica del chorro del noreste”, explican los autores en el artículo.

Están sucediendo muchas cosas en Cass A, lo que queda claro con un vistazo rápido a la imagen de longitud de onda múltiple de la nebulosa.

Esta imagen en color de Cassiopeia A basada en datos de los telescopios espaciales Hubble, Spitzer y Chandra.  No es necesario ser astrónomo para ver muchas cosas que suceden con este objeto complejo.  Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech [a través de Wikimedia]

Este estudio duró 19 años.Radiografía de ChandraObservación de Cass A. Estas observaciones muestran que el lado oeste de la región interior de Cass A no se extiende.En cambio, el área se está moviendo hacia adentro.Las observaciones han demostrado que la onda de choque externa acelera en lugar de desacelerar en el oeste.

“El retroshock se está moviendo hacia afuera en el marco del observador en la parte este del remanente de supernova SNR… ”, dice el papel.Sin embargo, la tasa de expansión es “… ¿Es más bajo entre los ángulos de posición de 190?y 310?, 260?–300? Expansión negativa a la relación de rango: aquí el choque inverso se desplaza hacia el centro”, explican los autores.Los astrónomos llaman oeste al lado derecho de la imagen.

Esta imagen de Cassiopeia A del estudio muestra solo dos capas de nebulosas.  La flecha azul a la derecha (los astrónomos llaman a esto el oeste) muestra que la capa interna se está expandiendo hacia adentro en este punto en lugar de hacia afuera.  La flecha roja muestra que el resto se ha expandido hacia afuera.  (c) J.Vink/astronomie.nl

Esto es muy inusual para los remanentes de supernova.Los astrónomos han observado y modelado SNR extensamente.“El movimiento hacia adentro del contrachoque en la parte occidental es inconsistente con el modelo evolutivo para la SNR de expansión del viento denso en menos de 1000 años”, escriben los autores.Los autores dicen que hay varias explicaciones para el movimiento hacia adentro del retroshock.

El autor principal, Vink, dijo: “El movimiento hacia atrás occidental puede significar dos cosas.“Hay un agujero en la supernova, que es una especie de vacío, lo que hace que la capa caliente se mueva repentinamente hacia adentro.O la nebulosa chocó con algo.

Se descubrió que el modelo del equipo era el que tenía más probabilidades de colisionar.Los modelos informáticos de la colisión han demostrado que la onda de choque primero se ralentiza después de la colisión y luego se acelera de nuevo.“Es exactamente como se midió”, dijo Vink.

Estas dos imágenes del estudio ayudan a explicar los resultados.  La imagen de la izquierda muestra los anillos utilizados para seleccionar las regiones de impacto hacia adelante (turquesa) y hacia atrás (rojo).  Los pequeños círculos verdes con líneas rojas indican áreas excluidas del análisis debido a la ambigüedad.  La imagen de la derecha es la misma que la de la izquierda, pero superpuesta con un diagrama de araña que visualiza la tasa de expansión en función del ángulo de posición.  Para impacto frontal (verde), la extensión radial del diagrama de araña es linealmente proporcional a la tasa de expansión.  Para el impacto inverso (rojo), la coordenada radial da la extensión relativa al círculo punteado.  El interior del círculo representa el movimiento hacia el interior.  Crédito de la imagen: Vink et al.  2022

“La evolución mecánica temprana de los remanentes de supernova (SNR) está determinada por la estructura de densidad del medio periestelar ancestral (CSM) tanto como por la distribución de velocidad de las eyecciones de supernova (SN)”.

La forma de Cass A parece dejarlo claro.La onda de choque inversa de Cass A parece haber chocado con una región densa de la eyección del SNR, regresando al centro y deformando la forma de Cass A.

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