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Casiopea A

Cassiopeia A ( Cas A ) ( escuchar ⓘ ) es un remanente de supernova (SNR) en la constelación de Casiopea y la fuente de radio extrasolar más brillante en el cielo a frecuencias superiores a 1 GHz. La supernova se produjo aproximadamente a 11.000 años luz (3,4  kpc ) de distancia dentro de la Vía Láctea ; [2] [3] dado el ancho del Brazo de Orión , se encuentra en el siguiente brazo más cercano hacia afuera, el Brazo de Perseo , a unos 30 grados del anticentro galáctico . La nube en expansión de material restante de la supernova ahora aparece aproximadamente a 10 años luz (3 pc) de ancho desde la perspectiva de la Tierra. Se ha visto en longitudes de onda de luz visible con telescopios amateurs de hasta 234 mm (9,25 pulgadas) con filtros. [4]

Se estima que la luz de la propia supernova llegó por primera vez a la Tierra cerca de la década de 1690, aunque no hay registros definitivos correspondientes a esa fecha. Cas A es circumpolar en y por encima de las latitudes medias del norte, que tenían registros extensos y telescopios básicos. Su probable omisión en los registros se debe probablemente a que el polvo interestelar absorbió la radiación de longitud de onda óptica antes de llegar a la Tierra, aunque es posible que se registrara como una estrella de sexta magnitud 3 Cassiopeiae por John Flamsteed . Las posibles explicaciones se inclinan hacia la idea de que la estrella fuente era inusualmente masiva y había expulsado previamente gran parte de sus capas externas. Estas capas externas habrían envuelto la estrella y absorbido gran parte de la emisión de luz visible cuando la estrella interior colapsó.

Cas A fue una de las primeras fuentes de radio astronómicas discretas que se encontraron. Su descubrimiento fue informado en 1948 por Martin Ryle y Francis Graham-Smith , astrónomos de Cambridge , basándose en observaciones con el interferómetro Long Michelson . [5] El componente óptico fue identificado por primera vez en 1950. [6]

Posibles observaciones

Los cálculos retrospectivos a partir de la expansión observada actualmente apuntan a una explosión que se habría hecho visible en la Tierra alrededor de 1667. El astrónomo William Ashworth y otros han sugerido que el Astrónomo Real John Flamsteed puede haber observado inadvertidamente la supernova el 16 de agosto [ OS 6 de agosto] de 1680, cuando catalogó una estrella de sexta magnitud 3 Cassiopeiae, pero no hay ninguna estrella correspondiente en la posición registrada. Las posibles explicaciones incluyen un error en la posición, [7] o que se registró un transitorio. Caroline Herschel señaló que una estrella en la vecindad de τ Cas , HD 220562, encajaba bien con 3 Cas si se cometió un error común en las lecturas del sextante. [8] Alternativamente, la estrella AR Cassiopeiae puede haber sido observada, nuevamente con la posición registrada incorrectamente. La posición y el momento significan que puede haber sido una observación de la supernova progenitora Cassiopeia A. [9] Otra sugerencia de una reciente investigación interdisciplinaria es que la supernova fue la "estrella del mediodía", observada en 1630, que se pensaba que anunciaba el nacimiento de Carlos II , el futuro monarca de Gran Bretaña. [10]

Desde entonces , ninguna supernova surgida en la Vía Láctea ha sido visible a simple vista desde la Tierra.

Expansión

La capa de expansión tiene una temperatura de alrededor de 30 millones de K y se expande a una velocidad de 4.000 a 6.000 km/s. [2]

Las observaciones de la estrella en explosión a través del telescopio espacial Hubble han demostrado que, a pesar de la creencia original de que los restos se expandían de manera uniforme, hay nudos de eyección a distancia de alta velocidad que se mueven a velocidades transversales de 5.500 a 14.500 km/s, y las velocidades más altas se producen en dos chorros casi opuestos. [2] Cuando la vista de la estrella en expansión utiliza colores para diferenciar materiales de diferentes composiciones químicas, muestra que a menudo quedan materiales similares reunidos en los restos de la explosión. [3]

Fuente de radio

En 1980, Cas A tenía una densidad de flujo de 2720 ± 50 Jy a 1  GHz. [11] Debido a que el remanente de supernova se está enfriando, su densidad de flujo está disminuyendo. A 1 GHz, su densidad de flujo está disminuyendo a una tasa de 0,97 ± 0,04 por ciento por año. [11] Esta disminución significa que, a frecuencias inferiores a 1 GHz, Cas A es ahora menos intensa que Cygnus A. Cas A sigue siendo la fuente de radio extrasolar más brillante del cielo a frecuencias superiores a 1 GHz.

Fuente de rayos X

Aunque Cas X-1 (o Cas XR-1), la aparente primera fuente de rayos X en la constelación de Casiopea no fue detectada durante el vuelo del cohete sonda Aerobee del 16 de junio de 1964 , se consideró como una posible fuente. [12] Cas A fue escaneada durante otro vuelo del cohete Aerobee del 1 de octubre de 1964, pero no se asoció ningún flujo significativo de rayos X por encima del fondo con la posición. [13] Cas XR-1 fue descubierta por un vuelo del cohete Aerobee el 25 de abril de 1965, [14] en RA 23 h 21 m Dec +58° 30′. [15] Cas X-1 es Cas A, una SNR Tipo II en RA 23 h 18 m Dec +58° 30′. [16] Las designaciones Cassiopeia X-1, Cas XR-1, Cas X-1 ya no se utilizan, pero la fuente de rayos X es Cas A ( SNR G111.7-02.1) en 2U 2321+58.

En 1999, el Observatorio de rayos X Chandra encontró CXOU J232327.8+584842, [17] un objeto compacto central que es el remanente de la estrella de neutrones dejado por la explosión. [18]

Eco reflejado de supernova

En 2005, se observó un eco infrarrojo de la explosión de Casiopea A en nubes de gas cercanas utilizando el telescopio espacial Spitzer . [19] El eco infrarrojo también fue visto por IRAS y estudiado con el espectrógrafo infrarrojo . Anteriormente se sospechaba que una llamarada en 1950 de un púlsar central podría ser responsable del eco infrarrojo. Con los nuevos datos se concluyó que esto es poco probable y que el eco infrarrojo fue causado por la emisión térmica del polvo, que fue calentado por la salida radiativa de la supernova durante la ruptura del choque. [20] El eco infrarrojo está acompañado por un eco de luz dispersa . El espectro registrado del eco de luz óptica demostró que la supernova era de tipo IIb , lo que significa que resultó del colapso interno y la explosión violenta de una estrella masiva , muy probablemente una supergigante roja con un núcleo de helio que había perdido casi toda su envoltura de hidrógeno. Esta fue la primera observación del eco de luz de una supernova cuya explosión no había sido observada directamente, lo que abre la posibilidad de estudiar y reconstruir eventos astronómicos pasados. [1] [6] En 2011, un estudio utilizó espectros de diferentes posiciones del eco de luz para confirmar que la supernova Cassiopeia A era asimétrica . [21]

Detección de fósforo

En 2013, los astrónomos detectaron fósforo en Cassiopeia A, lo que confirmó que este elemento se produce en las supernovas a través de la nucleosíntesis de supernovas . La proporción de fósforo a hierro en el material del remanente de supernova podría ser hasta 100 veces mayor que en la Vía Láctea en general. [22]

Galería

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Krause, Oliver; Birkmann; Usuda; et al. (2008). "La supernova Cassiopeia A fue del tipo IIb". Science . 320 (5880): 1195–1197. arXiv : 0805.4557 . Bibcode :2008Sci...320.1195K. doi :10.1126/science.1155788. PMID  18511684. S2CID  40884513.
  2. ^ abcd Fesen, Robert A.; Hammell, Molly C.; Morse, Jon; Chevalier, Roger A.; Borkowski, Kazimierz J.; Dopita, Michael A.; Gerardy, Christopher L.; Lawrence, Stephen S.; Raymond, John C.; van den Bergh, Sidney (julio de 2006). "La asimetría de expansión y la edad del remanente de supernova Cassiopeia A". The Astrophysical Journal . 645 (1): 283–292. arXiv : astro-ph/0603371 . Código Bibliográfico :2006ApJ...645..283F. doi :10.1086/504254. S2CID  8999768.
  3. ^ ab Stover, Dawn (2006). "La vida en una burbuja". Popular Science . Vol. 269, núm. 6. pág. 16.
  4. ^ Banich, Howard (diciembre de 2014). "Una guía visual del remanente de supernova Cassiopeia A". Sky & Telescope .
  5. ^ Ryle, M. ; Smith, FG (18 de septiembre de 1948). "Una nueva fuente intensa de radiación de radiofrecuencia en la constelación de Casiopea". Nature . 162 (4116): 462–463. Bibcode :1948Natur.162..462R. doi :10.1038/162462a0. S2CID  4028114.
  6. ^ ab Fabian, Andrew C. (2008). "Una ráfaga del pasado". Astronomía. Ciencia . 320 (5880): 1167–1168. doi :10.1126/science.1158538. PMID  18511676. S2CID  206513073.
  7. ^ Ashworth, WB (1980). "Una probable observación de Flamsteed de la Casiopea como supernova". Revista de Historia de la Astronomía . 11 : 1. Bibcode :1980JHA....11....1A. doi :10.1177/002182868001100102. S2CID  121684168.
  8. ^ Ashworth, William B. (febrero de 1980). "Una probable observación de Flamsteed de la Casiopea como supernova". Revista de Historia de la Astronomía . 11 (1): 1–9. Bibcode :1980JHA....11....1A. doi :10.1177/002182868001100102. ISSN  0021-8286. S2CID  121684168.
  9. ^ Hughes, DW (1980). "¿Vió Flamsteed la supernova Cassiopeia A?". Nature . 285 (5761): 132–133. Bibcode :1980Natur.285..132H. doi : 10.1038/285132a0 . S2CID  4257241.
  10. ^ Oullette, Jennifer. "¿Una supernova anunció el nacimiento de un rey?". Discovery.com. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2012. Consultado el 18 de abril de 2011 .
  11. ^ ab Baars, JWM; Genzel, R.; Pauliny-Toth, IIK; Witzel, A. (1977). "El espectro absoluto de Cas A; una escala precisa de densidad de flujo y un conjunto de calibradores secundarios". Astronomía y Astrofísica . 61 : 99. Bibcode :1977A&A....61...99B.
  12. ^ Bowyer S, Byram ET, Chubb TA, Friedman H (1965). "Resultados observacionales de la astronomía de rayos X". En Steinberg JL (ed.). Observaciones astronómicas desde vehículos espaciales, actas del simposio n.º 23 celebrado en Lieja, Bélgica, del 17 al 20 de agosto de 1964. Observaciones astronómicas desde vehículos espaciales . Vol. 23. Unión Astronómica Internacional . págs. 227–239. Código Bibliográfico :1965IAUS...23..227B.
  13. ^ Fisher PC, Johnson HM, Jordan WC, Meyerott AJ, Acton LW (1966). "Observaciones de rayos X cósmicos". Astrophysical Journal . 143 : 203–17. Código Bibliográfico :1966ApJ...143..203F. doi : 10.1086/148491 .
  14. ^ Byram ET, Chubb TA, Friedman H (abril de 1966). "Fuentes cósmicas de rayos X, galácticas y extragalácticas". Science . 152 (3718): 66–71. Bibcode :1966Sci...152...66B. doi :10.1126/science.152.3718.66. PMID  17830233. S2CID  122616358.
  15. ^ Friedman H, Byram ET, Chubb TA (abril de 1967). "Distribución y variabilidad de las fuentes cósmicas de rayos X". Science . 156 (3773): 374–8. Bibcode :1967Sci...156..374F. doi :10.1126/science.156.3773.374. PMID  17812381. S2CID  29701462.
  16. ^ Webber, WR (diciembre de 1968). "Astronomía de rayos X: cosecha de 1968". Actas de la Sociedad Astronómica de Australia . 1 (4): 160–164. Bibcode :1968PASA....1..160W. doi : 10.1017/S1323358000011231 . S2CID  119018154.
  17. ^ "CXOU J232327.8+584842". SIMBAD . Centre de données astronomiques de Estrasburgo . Consultado el 3 de marzo de 2020 .
  18. ^ Elshamouty, KG; Heinke, CO; Sivakoff, GR; Ho, WCG; Shternin, PS; Yakovlev, DG; Patnaude, DJ; David, L. (2013). "Midiendo el enfriamiento de la estrella de neutrones en Cassiopeia A con todos los detectores del Observatorio de rayos X Chandra". Astrophysical Journal . 777 (1): 22. arXiv : 1306.3387 . Bibcode :2013ApJ...777...22E. doi :10.1088/0004-637X/777/1/22. S2CID  17981919.
  19. ^ Krause, Oliver; Rieke, George H.; Birkmann, Stephan M.; Le Floc'h, Emeric; Gordon, Karl D.; Egami, Eiichi; Bieging, John; Hughes, John P.; Joven, Erick T.; Hinz, Joannah L.; Quanz, Sascha P. (junio de 2005). "Ecos infrarrojos cerca del remanente de supernova Cassiopeia A". Ciencia . 308 (5728): 1604–1606. arXiv : astro-ph/0506186 . Código Bib : 2005 Ciencia... 308.1604K. doi : 10.1126/ciencia.1112035. ISSN  0036-8075. PMID  15947181. S2CID  21908980.
  20. ^ Dwek, Eli; Arendt, Richard G. (octubre de 2008). "Los ecos infrarrojos revelan la ruptura de la supernova Cas A". Astrophysical Journal . 685 (2): 976–987. arXiv : 0802.0221 . Bibcode :2008ApJ...685..976D. doi : 10.1086/589988 . ISSN  0004-637X.
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  22. ^ Koo, B.-C.; Lee, Y.-H.; Moon, D.-S.; Yoon, S.-C.; Raymond, JC (2013). "Fósforo en el remanente de supernova joven Cassiopeia A". Science . 342 (6164): 1346–1348. arXiv : 1312.3807 . Bibcode :2013Sci...342.1346K. doi :10.1126/science.1243823. PMID  24337291. S2CID  35593706.

Enlaces externos

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