Supernova… Supernova… ¡Supernova! | estrellas

Título: El Telescopio Espacial Hubble revela impresionantes ecos de luz asociados con la supernova de envoltura segmentada 2016adj en el carril de polvo distintivo de Centaurus A.

Autores: Stritzinger MD, Tadia F, Lawrence S et al.

Fundación Primer Autor: Universidad de Aarhus, Dinamarca

condición: arxiv [open access]

La muerte de estrellas masivas es anunciada por espectaculares explosiones llamadas supernovas. Si las condiciones alrededor de las estrellas en explosión fueran las correctas, ¡entonces se podrían observar los ecos de esta explosión! El artículo de hoy proporciona impresionantes imágenes de los ecos observados en una supernova en la galaxia cercana Centaurus A.

¿Qué son los ecos de luz?

El eco requiere dos componentes: una onda y una superficie reflectante. Los ecos de sonido son causados ​​por el reflejo de las ondas de sonido en las paredes de una cueva o montaña. similar, ecos de luz Son causadas por la luz (ondas) reflejadas por algo llamado «nubes de polvo» en la galaxia supernova.

La luz de una supernova extremadamente brillante ilumina el medio interestelar (ISM) que abarca varios cientos de liga Sobre la supernova. Por lo general, este ISM tiene una gran cantidad de espacio»sueloEl polvo espacial son partículas muy pequeñas de materia sólida, compuestas principalmente de carbono y algunos otros metales. Estas partículas de polvo pueden variar en tamaño, desde unas pocas micras hasta unos pocos milímetros, y se extienden por grandes regiones de la galaxia. Puede detectar las grandes nubes de polvo de una galaxia. Incluso a simple vista en una noche despejada, estas partículas de polvo son muy eficaces para dispersar la luz.

En circunstancias normales, un astrónomo que observe una supernova solo vería la luz de la explosión de la supernova. Sin embargo, si la geometría y la orientación de las nubes de polvo alrededor de la supernova fueran correctas, ¡también podrían ver la luz dispersa proveniente de estas nubes de polvo! Esta luz dispersada se llama el «eco de luz» de una supernova. Estas resonancias a menudo se consideran anillos cíclicos, como se muestra en la Fig. 1. La extensión angular de estos anillos suele ser muy pequeña. Así que necesitamos telescopios muy altos. resolución angular para monitorearlos. Además, la extensión angular observada de los anillos es inversamente proporcional a la distancia a la supernova (recuerde la trigonometría). Por lo tanto, los ecos de la luz de las supernovas solo son observables en explosiones muy cercanas, lo que las convierte en un fenómeno raro en términos de observación.

Ecos de luz para SN2016adj

Los autores del artículo de hoy se centraron en encontrar ecos de luz en la supernova SN 2016adj. Esta supernova fue descubierta en 2016 por Observatorio de traspatio para buscar supernovas Un equipo en la galaxia muy cercana Centauro A. Los autores tomaron imágenes de la ubicación de esta supernova utilizando telescopio espacial Hubble en ocho períodos entre 2016 y 2021. Sus observaciones se realizaron utilizando tres filtros que cubren el rango de longitud de onda visible, desde 440 nm hasta 814 nm. ¡La notable resolución angular del HST permitió a los autores detectar múltiples anillos de eco óptico de esta supernova y ni uno solo! Estas imágenes se muestran en la Figura 2.

Como puede verse en la Figura 2, los autores identificaron cuatro componentes distintos de resonancia óptica de una supernova. Como era de esperar, los anillos internos generalmente se ven en los primeros tiempos, mientras que los anillos externos solo se vuelven visibles en períodos posteriores, cuando la luz de la supernova llega a las nubes de polvo más externas. Los autores señalan que su primer eco óptico se ve 75 días después de la explosión, la primera detección de un eco óptico en una supernova.

¿Qué nos dice el eco?

Los ecos de luz son una poderosa herramienta para explorar la estructura del medio interestelar en la galaxia supernova. Usando el radio angular observado de los anillos de eco SN2016adj, los autores calcularon la distancia entre la supernova y las nubes de polvo que produjeron cada anillo. Descubrieron que cada eco de luz se produjo dentro de los 60-320 parsecs de la estrella en explosión (por contexto, la extensión total de la galaxia Cen-A es de más de 20,000 parsecs). También miden el grosor de las nubes de polvo individuales, que van desde 16 parsecs hasta ~100 parsecs.

Los autores también midieron la intensidad general de la luz proveniente de cada eco y cómo evoluciona el brillo del eco con el tiempo. Usando los flujos relativos en los tres filtros, calcularon la «profundidad óptica» de cada nube de polvo. La profundidad óptica determina cuánta luz absorbe una nube de polvo y, por lo tanto, es una medida de la densidad de la nube y la extensión espacial (volumen más grande e intenso = mayor absorción de luz). Usando esta información, crearon un mapa 2D simple del polvo alrededor de esta supernova. Este mapa consta de cuatro hojas de polvo incompletas, y cada hoja tiene grandes agujeros donde el polvo se distribuye de manera desigual.

Los autores señalan que es posible crear un mapa 3D completo del polvo utilizando estas observaciones, lo que intentarán hacer en un estudio futuro. ¡Observaciones adicionales del HST de esta supernova seguirán la evolución retrasada del eco de luz, identificando potencialmente también ecos adicionales!

Editado por Katie Proctor

Crédito de la imagen destacada: NASA, Agencia Espacial Europea y Autoridad de Bonos (STScI)

Acerca de Viraj Karampilkar

Soy un estudiante graduado de segundo año en Caltech. Mi investigación se centra en la astronomía en el dominio del tiempo infrarrojo. Estudio las explosiones de polvo y el polvo que cubre las estrellas variables usando telescopios ópticos e infrarrojos. Trabajo principalmente con datos de Zwicky Transient Facility y Palomar Gattini-IR Telescopes. Me gusta ver películas y obras de teatro, jugar al bádminton y tratar de mejorar mis habilidades de ajedrez y crucigramas.