En el año 1054 dC, los observadores del cielo chinos fueron testigos de la repentina aparición de una "nueva estrella" en los cielos, que registraron como seis veces más brillante que Venus, lo que lo convirtió en el evento estelar más brillante observado en la historia registrada. Esta "estrella invitada", como la describieron, era tan brillante que la gente la vio en el cielo en el día durante casi un mes. Los nativos americanos también registraron su misteriosa aparición en petroglifos.
Observando la nebulosa con el telescopio más grande de la época, Lord Rosse en 1844 llamó al objeto "Cangrejo" debido a su estructura en forma de tentáculo. Pero no fue hasta la década de 1900 que los astrónomos se dieron cuenta de que la nebulosa era la reliquia sobreviviente de la supernova 1054, la explosión de una estrella masiva.
Ahora, los astrónomos y los especialistas en visualización del programa Universe of Learning de la NASA han combinado la visión visible, infrarroja y de rayos X de los Grandes Observatorios de la NASA para crear una representación tridimensional de la dinámica Nebulosa del Cangrejo.
La visualización de gráficos por computadora de longitud de onda múltiple se basa en imágenes del Observatorio de rayos X Chandra y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. El poderoso "motor" que energiza todo el sistema es un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente, el núcleo aplastado superdenso de la estrella explotada. La pequeña dinamo está emitiendo pulsos de radiación 30 veces por segundo con una precisión de reloj increíble.
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| Nebulosa del Cangrejo |
Ciertas
estructuras y procesos, impulsados por el motor de púlsar en el corazón de la nebulosa, se ven mejor en
longitudes de onda particulares.
la
Nebulosa del Cangrejo se ubica en la constelación de Tauro. Las imágenes
de Hubble, Spitzer y Chandra de la Nebulosa del Cangrejo, destacan cada una de
las estructuras anidadas en el sistema. La estructura tridimensional de
rayos X, muestra el púlsar y un disco anillado de material energizado, y agrega
chorros de partículas que se disparan desde lados opuestos de la dinamo
energética.
Una
vista infrarroja giratoria de una nube que envuelve el sistema de púlsar y que
brilla por la radiación sincrotrón. Esta forma distintiva de radiación
ocurre cuando corrientes de partículas cargadas giran en espiral alrededor de
las líneas del campo magnético. También hay emisión infrarroja de polvo y
gas.
La
capa exterior de luz visible de la Nebulosa del Cangrejo aparece a
continuación. Pareciendo una jaula alrededor de todo el sistema, esta capa
de gas brillante consiste en filamentos de oxígeno ionizado en forma de
tentáculo (al oxígeno le faltan uno o más electrones). El tsunami de
partículas desatadas por el púlsar está empujando esta nube de escombros en
expansión como un animal sacudiendo su jaula.
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| Vista de rayos x Nebulosa del Cangrejo |
Los
modelos de rayos X, infrarrojos y de luz visible se combinan al final de la
película para revelar tanto una vista giratoria tridimensional de longitud de
onda múltiple como la imagen bidimensional de longitud de onda multidimensional
correspondiente de la Nebulosa Cangrejo.
Las
estructuras tridimensionales sirven como aproximaciones científicamente informadas
para imaginar la nebulosa. "Las vistas tridimensionales de cada
estructura anidada le dan una idea de sus verdaderas dimensiones", dijo
Summers. "Para permitir a los espectadores desarrollar un modelo
mental completo, queríamos mostrar cada estructura por separado, desde el disco
anillado y los chorros en relieve, hasta la radiación sincrotrón como una nube
alrededor de eso, y luego la luz visible como una estructura de jaula que rodea
el sistema entero."
Estas
estructuras anidadas son particulares de la Nebulosa del Cangrejo. Revelan
que la nebulosa no es un remanente clásico de supernova como se pensaba
comúnmente. En cambio, el sistema está mejor clasificado como una nebulosa
de viento de púlsar. Un remanente de supernova tradicional consiste en una
onda expansiva y restos de la supernova que se han calentado a millones de
grados. En una nebulosa de viento de púlsar, la región interna del sistema
consiste en gas de baja temperatura que se calienta hasta miles de grados por
la radiación sincrotrón de alta energía.
"Es
realmente a través de la estructura de longitud de onda múltiple que se puede
comprender más claramente que es una nebulosa de viento de púlsar", dijo
Summers. "Este es un objetivo de aprendizaje importante. Se puede
entender la energía del púlsar en el núcleo que se mueve hacia la nube de
sincrotrón y luego hacia los filamentos de la jaula".
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| Vista infrarroja Nebulosa del Cangrejo |
Summers
y el equipo de visualización de STScI trabajaron con Robert Hurt, científico
principal de visualización en IPAC, en las imágenes de Spitzer; y Nancy
Wolk, especialista en procesamiento de imágenes en el Centro
de rayos X Chandra en
el CfA, sobre las imágenes Chandra. Su primer paso fue revisar
investigaciones anteriores sobre la Nebulosa del Cangrejo, un objeto
intensamente estudiado que se formó a partir de una supernova vista en 1054 por
astrónomos chinos.
Comenzando
con las imágenes bidimensionales de Hubble, Spitzer y Chandra, el equipo
trabajó con expertos para analizar las complejas estructuras anidadas que
comprenden la nebulosa e identificar la mejor longitud de onda para representar
cada componente. La interpretación tridimensional se guía por datos
científicos, conocimiento e intuición, con características artísticas que
completan las estructuras.
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| Vista óptica. Nebulosa del Cangrejo |
La visualización es una de una nueva generación de productos y experiencias
desarrolladas por el programa Universe of Learning de la NASA. El esfuerzo
combina una conexión directa con la ciencia y los científicos de las misiones
de Astrofísica de la NASA con atención a las necesidades de la audiencia para
permitir que los jóvenes, las familias y los alumnos de toda la vida exploren
preguntas fundamentales en la ciencia, experimenten cómo se hace la ciencia y
descubran el universo por sí mismos.
Este
video demuestra el poder de la astronomía de longitud de onda
múltiple. Ayuda al público a comprender cómo y por qué los astrónomos usan
múltiples regiones del espectro electromagnético para explorar y aprender sobre
nuestro universo.
