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Una supernova diferente

De acuerdo con la teoría de la nucleosíntesis estelar, una estrella masiva, justo antes de su explosión está formada de capas de elementos cada vez más pesados ​​a medida que nos acercamos a su centro. El análisis de los restos de la supernova que originó Cassiopeia A muestra justo lo contrario. Sorprendentemente, la SN II derrocó el gradiente químico.

Se trata de una sorprendente conclusión a la que los astrofísicos han llegado gracias al análisis en el dominio de los rayos X de los restos de la explosión de una supernova SN II de la Vía Láctea. Descubierta por primera vez como una fuente de radio en la constelación de Casiopea, los restos de esta supernova se estudian desde hace algunos años con la ayuda de los telescopios Hubble y Chandra.

La explosión de la supernova en el origen de Cassiopeia A es reciente y pudo ser visible en la Tierra en el año 1667. Sin embargo, el hecho no fue mencionado por los astrónomos de la época, probablemente debido a que estaba oculto por espesas nubes de polvo y gas.

Cassiopeia A Supernova nasa infrarrojo visible

A la izquierda, un diagrama de la composición química de la estrella masiva con la explosión que formó Casiopea A. Su estructura de cebolla muestra que los átomos más pesados, hierro (Fe) y silicio (Si), están en el centro de la estrella, mientras que el hidrógeno (H) y helio (He) se encuentran en la superficie. A la derecha, el remanente de supernova Cassiopeia A muestra una estructura exactamente al contrario. Lo vemos a través del falso color asociado a los núcleos presentes en los restos de la supernova y los colores que se corresponden con el diagrama de la izquierda. © Nasa / CXC / M.Weiss, X-ray: NASA / CXC / GSFC / U. Hwang & J. Laming

Los astrofísica nuclear, que creció rápidamente después de la Segunda Guerra Mundial nos permitió entender que la estrella que precedió a la supernova debe ser al menos ocho veces más masiva que el sol. Por lo tanto las reacciones termonucleares se han producido todos los elementos más pesados ​​que el helio hasta el hierro.

La estructura en forma de cebolla de Cassiopeia A

La estrella estaría compuesta por capas concéntricas que forman sucesivamente elementos sintetizados en la corta vida de la fusión de elementos más ligeros. Por último, el hierro se encontraba en el núcleo de la estrella, rodeado de capas de oxígeno y carbono y neón, silicio y magnesio, el helio y el hidrógeno envolvían el conjunto (mirad el diagrama).

Siempre con el mismo código de color falso como el diagrama anterior, este video muestra la composición química de las capas de los restos de supernova en el origen de Cassiopeia A, visto en el telescopio de rayos-X Chandra. © Nasa / CXC / A. Hobart / YouTube

Como explicaron los investigadores en un artículo publicado en arXiv, la explosión de esta estrella ha alterado drásticamente el orden presente. Uno podría pensar que este gradiente químico se conserva en el material expulsado por la explosión. Los restos de las capas de hidrógeno y helio, a continuación, se presentan más alejadas de la estrella central, una estrella de neutrones. ¡Pero han observado lo contrario! Las capas de material salieron disparadas a decenas de millones de grados Kelvin a toda velocidad por el espacio a más de 4000 km/s mostrando que los núcleos de hierro se encuentran en la capa más externa de gas que rodea a un núcleo rico en silicio, azufre y magnesio.

Claramente, las inestabilidades hidrodinámicas en la explosión han encendido de alguna manera la propia estrella, invirtiendo su gradiente químico. Además todavía tenemos cosas que aprender acerca de las supernovas SN Ia, ya que ahora se piensa que es probable que colisionen con enanas blancas, parece que el universo nos reserva todavía algunas sorpresas con las SN II…

Cassiopeia A nasa

Un montaje de imágenes de Cassiopeia A observada en rayos X y en el visible con la ubicación de su estrella de neutrones. © X-ray: NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D. Página, P. Shternin et al; Visible:. NASA / STSC

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