viernes, marzo 08, 2019

El telescopio Webb de la NASA estudiará una supernova icónica

Dentro de una galaxia conocida como la Gran Nube de Magallanes, una estrella explotó hace 160,000 años. En 1987, la luz de esa estrella en explosión llegó a la Tierra.
 Durante los últimos 32 años, los astrónomos han estudiado Supernova 1987A para aprender sobre la física de las supernovas y sus restos gaseosos.
 Esas observaciones han revelado una sorprendente cantidad de polvo, hasta el valor de un sol entero. El infrarrojo Telescopio Espacial James Webb de la NASA estudiará el polvo dentro del SN 1987A para aprender sobre su composición, temperatura y densidad.
En febrero de 1987, la luz de una estrella en explosión llegó a la Tierra después de viajar a través de 160,000 años luz de espacio. Era la supernova más cercana que la humanidad había visto en siglos. Treinta y dos años después, la luz de la supernova se ha desvanecido, pero los astrónomos continúan estudiando sus restos en busca de pistas sobre cómo viven y mueren las estrellas. Los científicos usarán el Telescopio Espacial James Webb de la NASA para observar Supernova 1987A (SN 1987A), como se sabe, a fin de obtener nuevos conocimientos sobre la física de la explosión y sus consecuencias.
Cuando miras una foto de SN 1987A, se destacan dos características: un anillo exterior grumoso que parece un collar de perlas y una burbuja interior. El anillo exterior es material que la estrella arrojó hace miles de años. Cuando la onda expansiva de la supernova golpeó este anillo, causó que el material previamente invisible se calentara y brillara. La mancha interna es material expulsado cuando la estrella explotó.
El material expulsado reveló una sorpresa cuando los astrónomos lo observaron con el infrarrojo Herschel Space Observatory de la Agencia Espacial Europea. Descubrieron que contenía el polvo frío de todo un sol. Más recientemente, la misión SOFIA (Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja) de la NASA estudió el anillo y detectó 10 veces más polvo de lo esperado , lo que indica una creciente cantidad de polvo también.
Las teorías sugieren que todo el polvo dentro del anillo que precedió a la explosión debería haber sido destruido por la onda expansiva, y la propia eyección debería estar demasiado caliente para que se forme nuevo polvo. Como resultado, debe haber poco polvo dentro de SN 1987A. Sin embargo, las observaciones cuentan una historia diferente.
"Algo ha producido polvo allí. Necesitamos que Webb responda preguntas como, ¿cómo se produjo el polvo y de qué está hecho?" dijo la investigadora principal, Margaret Meixner, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial y la Universidad Johns Hopkins, ambas en Baltimore, Maryland.
¿Qué es el polvo y por qué es importante?
El polvo cósmico es diferente de los conejitos de polvo que encuentras debajo de tus muebles. Es más pequeño, y consiste principalmente en partículas de tamaño micrométrico, como las del humo. Y en lugar de estar hecho de trozos de cabello o fibras de ropa, el polvo cósmico está compuesto por una variedad de elementos químicos como el carbono, el silicio y el hierro, todos pegados entre sí. Como resultado, medir la composición de un parche particular de polvo cósmico es un desafío porque las firmas de los elementos se mezclan.
"No tenemos ni idea de de qué está hecho el polvo en Supernova 1987A, ya sea rocoso y rico en silicatos, o lleno de hollín y rico en carbono. Webb nos permitirá aprender no solo la composición del polvo, sino también su temperatura y densidad". Explicó Olivia Jones, del Centro de Tecnología de Astronomía del Reino Unido, co-investigadora del proyecto.
A medida que el polvo de las estrellas moribundas se propaga por el espacio, contiene elementos esenciales para ayudar a sembrar a la próxima generación de formación de estrellas y planetas. "El polvo es de lo que están hechos los planetas, de lo que estamos hechos. Sin polvo, no tienes planetas", dijo Jones.
El polvo también es importante para la evolución de las galaxias. Las observaciones han demostrado que las galaxias jóvenes y distantes tenían mucho polvo. Esas galaxias no tenían la edad suficiente para que las estrellas parecidas al sol produjeran tanto polvo, ya que las estrellas parecidas al sol duran miles de millones de años. Solo estrellas más masivas y de corta duración podrían haber muerto lo suficientemente pronto y en un número lo suficientemente grande como para crear las vastas cantidades de polvo que los astrónomos ven en el universo primitivo.
El nacimiento de un remanente de supernova.
El equipo planea examinar el SN 1987A con dos de los instrumentos de Webb: el generador de imágenes de infrarrojo medio (MIRI) y el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec). Con imágenes, Webb revelará las características del SN 1987A más allá de cualquier observación infrarroja anterior debido a su resolución exquisita. Los astrónomos esperan poder mapear la temperatura del polvo tanto dentro de la supernova expulsada como en el anillo circundante. También pueden estudiar con gran detalle la interacción de la onda expansiva con el anillo.
El verdadero poder de Webb vendrá de sus mediciones espectroscópicas. Al difundir la luz en un espectro de colores del arco iris, los científicos pueden determinar no solo las composiciones químicas, sino también las temperaturas, densidades y velocidades. Pueden examinar la física de la onda expansiva y determinar cómo está afectando el entorno circundante. También pueden observar la evolución del material expulsado y sonar con el tiempo.
"Estamos presenciando el nacimiento de un remanente de supernova", dijo Patrice Bouchet, del Departamento de Astrofísica / DRF / Irfu, CEA-Saclay en Francia, investigador co-principal del Consorcio Europeo MIRI. "Este es un evento único en la vida".
"Supernova 1987A es un objeto que continuamente sorprende a las personas", dijo Meixner. "¡Esta es una para la que querrás mantener los ojos abiertos!"
Las observaciones que se describen aquí se tomarán como parte del programa de Observación de Tiempo Garantizado (GTO) de Webb. El programa GTO proporciona tiempo dedicado a los científicos que han trabajado con la NASA para desarrollar las capacidades científicas y de instrumentos de Webb a lo largo de su desarrollo.
El Telescopio Espacial James Webb será el observatorio de ciencia espacial más importante del mundo cuando se lance en 2021. Webb resolverá los misterios de nuestro sistema solar, mirará a mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar.
Webb es un proyecto internacional liderado por la NASA con sus socios, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense.

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