Creación de rayos cósmicos en el resto de supernova de Tycho

Historia publicada originariamente en Caos de Actualidad.
El Observatorio de rayos X Chandra (NASA) ha obtenido recientemente esta impresionante y viva imagen del resto de supernova de Tycho. Este objeto lleva el nombre del astrónomo danés Tycho Brahe porque fue quien descubrió una “estrella nueva más brillante que el propio planeta Venus” en la constelación de Cassiopea el 11 de noviembre de 1572. Posteriormente, se descubrió que esta estrella nueva fue una explosión de supernova de tipo Ia, esto es, explosión de una enana blanca al acretar materia robada a una estrella compañera. En efecto, SN157 dio origen al resto de supernova que observamos hoy día, y que no fue descubierto hasta la década de los 60 del siglo pasado. En concreto, la nueva imagen de Chandra (para la que se necesitaron más de 207 horas de observación) muestra unas estructuras alargadas y finas en forma de rayas, detectadas por primera vez en el resto de una supernova. Los astrofísicos creen que estas “rayas” puedan ser consecuencia de la enorme amplificación de los campos magnéticos del gas en expansión por las ondas de choque producidas por la violenta explosión. Si esto es así, los astrofísicos creen que estas regiones serían los lugares donde se crean un tipo de rayos cósmicos (hasta 1E15 eV en energía). Los rayos cósmicos son partículas (electrones, positrones, protones y núcleos atómicos) que viajan casi a la velocidad de la luz y que bombardean a nuestro planeta desde todas las direcciones del espacio.

Imagen del resto de supernova de Tycho obtenido con el satélite Chandra (NASA). La emisión de rayos X de baja energía se ha coloreado en rojo, la emisión de rayos X de energía intermedia está representada en verde, mientras que los rayos X más energéticos tienen un color azul, y muestran la onda de choque que se mueve a gran velocidad en el gas y está constituida de electrones altamente energéticos. Las rayas azules que se aprecian en esta imagen (sobre todo en el borde derecho central e inferior) se han detectado por primera vez con estas imágenes y se cree es donde se está originando un tipo de rayos cósmicos. Se ha añadido el fondo estelar de la región del cielo observada fuera del resto de supernova usando los datos del Digitized Sky Survey. Crédito: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/K.Eriksen et al.; Optical: DSS.
Estas rayas azules observadas por Chandra (el color azul corresponde a la imagen de rayos X energéticos) son regiones muy turbulentas dentro del gas, donde los campos magnéticos aún se enrollan más fuertemente que en áreas vecinas. Los electrones que estén atrapados dentro de estas regiones turbulentas se mueven casi a la velocidad de la luz y en espiral siguiendo las líneas del campo magnético, emitiendo gran cantidad de rayos X. La sorpresa de la imagen es que las predicciones teóricas no eran encontrar estas rayas sino una red de agujeros y paredes más densas que corresponderían a las regiones donde el campo magnético es más débil o intenso (respectivamente). Las predicciones teóricas también sugerían que el tamaño de los agujeros debería corresponder al radio del movimiento en espiral de los protones más energéticos dentro del resto del supernova. Sin embargo, lo que se ha encontrado con estas imágenes de Chandra es que la separación entre las rayas azules es lo que corresponde en tamaño al movimiento de los protones energéticos, lo que proporciona una nueva evidencia de la existencia de estos protones energéticos en el gas en expansión de las supernovas.
Más información: Nota de prensa del observatorio de rayos X Chandra (NASA):
http://chandra.harvard.edu/photo/2011/tycho/ (en inglés).