Telescopios unen fuerzas para conocer el 'Monstruo Verde' en Casiopea A

Por primera vez, astrónomos combinaron datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb para estudiar el conocido remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A).

Este trabajo ha ayudado a explicar una estructura inusual en los escombros de la estrella destruida llamada 'Monstruo Verde', descubierta por primera vez en datos de Webb en abril de 2023. La investigación también ha descubierto nuevos detalles sobre la explosión que creó Cas A hace unos 340 años, desde la perspectiva de la Tierra, informa la NASA.

Una nueva imagen compuesta contiene rayos X de Chandra (azul), datos infrarrojos de Webb (rojo, verde, azul) y datos ópticos previos del Hubble (rojo y blanco). Las partes exteriores de la imagen también incluyen datos infrarrojos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA (rojo, verde y azul).

Los datos de Chandra revelan gas caliente, principalmente procedente de restos de supernova de la estrella destruida, incluidos elementos como el silicio y el hierro. En las partes exteriores de Cas A, la onda expansiva en expansión golpea el gas circundante que fue expulsado por la estrella antes de la explosión. Los rayos X son producidos por electrones energéticos que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético en la onda expansiva. Estos electrones se iluminan como arcos delgados en las regiones exteriores de Cas A y en partes del interior. Webb destaca la emisión infrarroja del polvo que se calienta porque está incrustado en el gas caliente visto por Chandra, y de restos de supernova mucho más fríos. Los datos del Hubble muestran estrellas en el campo.

Un gráfico separado (arriba) muestra una imagen de Chandra en color, donde el rojo muestra hierro y magnesio con bajas energías de rayos X, el verde muestra silicio con energías de rayos X intermedias y el azul muestra los rayos X de mayor energía, provenientes de electrones que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético. Se etiqueta un contorno del Monstruo Verde, además de las ubicaciones de la onda expansiva y de los desechos ricos en silicio y hierro.

Un análisis detallado realizado por los investigadores encontró que los filamentos en la parte exterior de Cas A, de la onda expansiva, coincidían estrechamente con las propiedades de rayos X del Monstruo Verde, incluyendo menos hierro y silicio que en los restos de la supernova. Esta interpretación es evidente en la imagen en color de Chandra, que muestra que los colores dentro del contorno del Monstruo Verde combinan mejor con los colores de la onda expansiva que con los escombros con hierro y silicio. Los autores concluyen que el Monstruo Verde fue creado por una onda expansiva de la estrella que explotó golpeando el material que lo rodeaba, respaldando sugerencias anteriores basadas únicamente en los datos de Webb.

Chandra ve los restos de la explosión porque se calientan a decenas de millones de grados por ondas de choque, similares a los estallidos sónicos de un avión supersónico. Webb puede ver algo de material que no ha sido afectado por las ondas de choque, lo que se puede llamar escombros "prístinos".

Para aprender más sobre la explosión de la supernova, el equipo comparó la vista de Webb de los restos prístinos con mapas de rayos X de elementos radiactivos que se crearon en la supernova. Utilizaron datos del Conjunto de Telescopios Espectroscópicos Nucleares (NuSTAR) de la NASA para mapear el titanio radiactivo, todavía visible hoy en día, y Chandra para mapear dónde estaba el níquel radiactivo midiendo las ubicaciones del hierro. El níquel radiactivo se desintegra para formar hierro. Una imagen adicional muestra los desechos ricos en hierro (rastro donde se encontraba el níquel radiactivo) en verde, el titanio radiactivo en azul y los desechos prístinos que se ven en naranja y amarillo.

Algunos filamentos de restos prístinos cerca del centro de Cas A, visto con Webb, están conectados al hierro visto con Chandra más lejos. Se ve titanio radiactivo donde los restos prístinos son relativamente débiles.

Estas comparaciones sugieren que el material radiactivo observado en rayos X ha ayudado a dar forma a los restos prístinos cerca del centro del remanente visto con Webb, formando cavidades. Las finas estructuras en los prístinos escombros probablemente se formaron cuando las capas internas de la estrella se mezclaron violentamente con materia radiactiva caliente producida durante el colapso del núcleo de la estrella bajo la gravedad.

Estos resultados fueron presentados por Dan Milisavljevic de la Universidad Purdue en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans. Se describen con más detalle en dos artículos enviados a Astrophysical Journal Letters.