Detalles nunca antes vistos en Casiopea A, donde explotó una estrella

La explosión de tipo supernova de una estrella es un acontecimiento espectacular, pero los restos que deja la catástrofe pueden ser aún más espectaculares.

Una nueva imagen captada en la banda del infrarrojo medio por el telescopio espacial James Webb ofrece un ejemplo impresionante de ello. La imagen muestra los restos de la supernova Casiopea A (Cas A), que fueron creados por una explosión estelar que fue avistada desde la Tierra hace 340 años. Casiopea A es el remanente más joven conocido de la explosión de una estrella masiva en nuestra galaxia, lo que la convierte en una oportunidad única para averiguar más detalles sobre cómo se producen supernovas como esta.

“Casiopea A representa nuestra mejor oportunidad para observar el campo de escombros tras la explosión de una estrella y para realizar una especie de autopsia estelar con el fin de comprender qué tipo de estrella estaba allí anteriormente y cómo explotó esa estrella”, explica Danny Milisavljevic, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, miembro del equipo que dirigió estas observaciones.

“En comparación con las imágenes infrarrojas anteriores, vemos detalles increíbles a los que no habíamos podido acceder antes”, agregó Tea Temim, de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, también del equipo.

Casiopea A es un remanente de supernova típico que ha sido ampliamente estudiado por diversos observatorios terrestres y espaciales, entre los que se encuentra el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Las observaciones en diferentes longitudes de onda se pueden combinar para proporcionar un conocimiento más completo de este remanente.

Casiopea A, el paisaje que queda tres siglos después de la explosión que aniquiló a una estrella. (Foto: NASA, ESA, CSA, D. Milisavljevic (Purdue), T. Temim (Princeton), I. De Looze (Universidad de Gante). Procesamiento de imágenes: J. DePasquale (STScI))

Los llamativos colores de la nueva imagen de Casiopea A, en la cual la luz infrarroja se traduce en longitudes de ondas de luz visible, contienen una gran cantidad de información científica que el equipo está empezando a desentrañar. En el exterior de la burbuja, se encuentran cortinas de material de color naranja y rojo debido a la emisión de polvo caliente. Esto marca el lugar donde el material expulsado por la explosión de la estrella choca contra el gas y el polvo circunestelares a su alrededor.

En el interior de esta capa exterior se encuentran filamentos moteados de color rosa brillante que están salpicados de grumos y nudos. Esto representa el material de la propia estrella, que brilla debido, entre otras causas, a una mezcla de diversos elementos químicos (más pesados que el hidrógeno y el helio), como son el oxígeno, el argón y el neón.

“Todavía estamos tratando de desentrañar todas estas fuentes de emisiones”, aclara Ilse De Looze, de la Universidad de Gante en Bélgica, del equipo de investigación.

También se puede observar el material estelar, que aparece como jirones más tenues cerca del interior de la cavidad.

Quizás lo más destacado es un bucle, representado en verde, que se extiende a lo largo de un lado de la cavidad central. “Lo hemos apodado el ‘Green Monster’ (monstruo verde) en honor al estadio Fenway Park de Boston. Al mirar de cerca, se observa que está lleno de marcas de lo que parecen miniburbujas”, explica Milisavljevic. “La forma y la complejidad son inesperadas y difíciles de entender”.

Los orígenes del polvo cósmico… y de nosotros

Entre las preguntas científicas que Casiopea A puede ayudar a responder está la siguiente: ¿de dónde viene el polvo cósmico? Las observaciones han encontrado que incluso las galaxias muy jóvenes en el universo primitivo están bañadas en cantidades masivas de polvo. Es difícil explicar los orígenes de este polvo sin recurrir a las supernovas, que arrojan grandes cantidades de elementos pesados (los componentes básicos del polvo) a través del espacio.

Sin embargo, las observaciones existentes de las supernovas no han podido explicar de manera concluyente la cantidad de polvo que vemos en esas primeras galaxias. Al estudiar Casiopea A con el telescopio espacial Webb, los astrónomos esperan obtener un mejor conocimiento de su contenido de polvo, lo cual podría ayudar a obtener datos nuevos y reveladores sobre dónde se crean los componentes básicos de los planetas y de nosotros mismos.

“En Casiopea A, podemos resolver espacialmente las regiones que tienen diferentes composiciones de gases y observar qué tipos de polvo se formaron en esas regiones”, explica Temim.

Las supernovas como la que formó Casiopea A son cruciales para la vida tal como la conocemos. Ellas esparcen elementos químicos, como el calcio que encontramos en nuestros huesos y el hierro de nuestra sangre, a través del espacio interestelar, sembrando nuevas generaciones de estrellas y planetas.

“Al comprender el proceso de explosión de las estrellas, estamos leyendo la historia de nuestro propio origen”, subraya Milisavljevic. “Voy a pasar el resto de mi carrera tratando de entender lo que hay en este conjunto de datos”.

El remanente de Casiopea A abarca una extensión de unos 10 años-luz y se encuentra a 11.000 años-luz de distancia en la constelación de Casiopea.

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es fruto de una colaboración internacional encabezada por la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense. (Fuente: NASA)