Resuelto el misterio del ‘monstruo verde’ de la supernova Cassiopeia A

La primera vez que detectamos esta característica denominada ‘monstruo verde’ del remanente de supernova Cassiopeia A (Cas A) fue gracias al telescopio espacial James Webb en abril de 2023. Ahora, los astrónomos han fusionado datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb para obtener detalles nunca antes vistos de la explosión que dio lugar a Cas A hace unos 340 años.

Conocida coloquialmente como Cas A, está ubicada a unos 11.000 años luz de la Tierra; este remanente de supernova en la constelación de Casiopea se alza como uno de los objetos más estudiados del cielo nocturno. La estrella que dio origen a Cas A probablemente vivió rápido y murió joven, agotando su combustible nuclear a un ritmo muy superior al de nuestro propio Sol. Cuando el núcleo de la estrella colapsó bajo el peso de su propia gravedad, desencadenó una explosión tan poderosa que eclipsó brevemente la luz colectiva de toda su galaxia.

Aunque la luz de la explosión de la supernova llegó a la Tierra hace más de 300 años, alrededor de 1671, no fue hasta el siglo XVIII cuando el astrónomo británico John Flamsteed catalogó una estrella, 3 Cassiopeiae, que pudo haber sido la supernova en cuestión. De hecho, aunque los astrónomos piensan que esto ocurrió alrededor del año 1680, no existen registros históricos verificables que lo confirmen.

Sin embargo, la verdadera naturaleza de Cas A no se dilucidó hasta el siglo XX, cuando la llegada de la radioastronomía reveló una fuerte fuente de ondas de radio en la constelación de Casiopea. Precisamente eran los restos de una explosión estelar que había ocurrido siglos antes. La supernova se extiende aproximadamente por 10 años luz.

¿Y el monstruo verde?

La extraña brizna de luz verde, parecida al cascarrabias Grinch, apodada el Monstruo Verde, fue vista por primera vez el año pasado serpenteando entre los restos brillantes de dicha estrella que explotó y pertenece a una onda expansiva que bordea el campo de escombros, según revelan dos nuevos estudios que se encuentran en el servidor de preimpresión arXiv y que se publicarán en la revista The Astrophysical Journal Letters.

«Ya sospechábamos que el Monstruo Verde fue creado por una onda expansiva de la estrella que explotó chocando contra el material que la rodea», explicó Jacco Vink de la Universidad de Amsterdam, quien dirige el trabajo Chandra. «Chandra nos ayudó a cerrar el caso».

En las partes exteriores de Cas A, la onda expansiva golpea el gas circundante que fue expulsado por la estrella entre 10.000 y 100.000 años antes de la explosión. Esto creó un entorno favorable para la formación de polvo después de que el material estelar expulsado se enfriara, apuntan los expertos.

Las observaciones de Chandra capturan los escombros de la explosión, que se calientan a temperaturas de decenas de millones de grados por ondas de choque, análogas a las explosiones sónicas de un avión supersónico. Las observaciones de Webb, detectan desechos ‘puros’, es decir, material que no se ha visto afectado por las ondas de choque.

«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», añaden los investigadores.

Los datos de Chandra revelan gas caliente, principalmente procedente de restos de supernova, incluidos elementos como el silicio y el hierro, pero también de electrones energéticos que giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético en la onda expansiva. 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.

La instantánea, por tanto, ha acercado a los astrónomos a comprender cómo surgió el misterioso Monstruo Verde.

Los datos de Chandra también muestran que todo el material del Monstruo Verde se está moviendo hacia nosotros, lo que indica que está chocando contra el gas expulsado de la estrella en el lado cercano de Cas A. Su velocidad es aproximadamente la mitad de la velocidad promedio de la onda expansiva, lo que sugiere que la densidad del material en el Monstruo Verde es mucho mayor que la densidad promedio del material que rodea a Cas A.

«Llegamos a la conclusión de que el Monstruo Verde también es parte de la onda expansiva y está bombardeando la parte central de Cas A en lugar de ser parte de ella. Luego eliminamos digitalmente el Monstruo Verde del resto de la imagen para aprender más sobre lo que hay detrás», concluyó Ilse De Looze de la Universidad de Gante en Bélgica, quien es co-investigadora del estudio Webb. «Es como si nos entregaran un rompecabezas en 3D completo y pudiéramos sacar las piezas para ver qué hay dentro».

Referencias: