Chandra observa un frente de choque de supernova que se desplaza a gran velocidad
Imagen óptica del remanente de supernova N132D en la cercana Gran Nube de Magallanes. [NASA, ESA y el equipo Hubble SM4 ERO]
Fuente AAS Nova
Siguiendo la pista de los remanentes de supernova
Las estrellas masivas, de aproximadamente 8 masas solares o más, terminan sus cortas vidas en violentas supernovas de colapso de núcleo. Estas explosiones impactan contra el medio interestelar circundante, creando cavidades de baja densidad y expulsando material hacia el exterior. Con la apariencia de una burbuja o capa de gas caliente, un remanente de supernova porta las huellas del tipo de estrella que lo produjo y de cómo esta estrella moldeó su entorno a lo largo de su vida.
Cerca de allí, en la Gran Nube de Magallanes, se encuentra el remanente de supernova N132D, de 2500 años de antigüedad, el remanente de supernova más luminoso en rayos X del Grupo Local. Aunque el tamaño, la probable masa de su progenitor y la composición química de N132D están bien definidos, los astrónomos aún no han logrado determinar la velocidad del frente de choque de rayos X: el borde exterior del remanente de supernova que impacta el medio interestelar. Esta medición es crucial para comprender las condiciones locales que la supernova encontró inicialmente y cómo su expansión seguirá afectando el medio interestelar con el tiempo.
Observaciones de N132D con Chandra
Determinar la velocidad del frente de choque exige que los astrónomos se centren en el delgado borde exterior del remanente de supernova en expansión. ¿Cómo medimos el movimiento de una franja de gas tan estrecha? La espectroscopia de rayos X de N132D proporciona una medición a partir de una única época de observaciones, pero no permite aislar el estrecho frente de choque, lo que dificulta obtener una medición de velocidad fiable.
Para sortear las dificultades de los análisis espectrales, Xi Long (Universidad de Hong Kong) y sus colaboradores utilizaron dos conjuntos de observaciones de rayos X de N132D, realizadas con el Observatorio de rayos X Chandra con una diferencia de aproximadamente 14,5 años, para medir el movimiento del frente de choque a través del cielo a lo largo del tiempo. Esta medición, conocida como movimiento propio, compara la ubicación del remanente de supernova en primer plano con estrellas de fondo estacionarias para estimar su velocidad angular.
Los autores se centraron en pequeñas regiones del borde del frente de choque de la supernova (seis al norte y ocho al sur) para medir con precisión el movimiento del choque entre los dos conjuntos de observaciones. Al dividir el frente de choque en regiones más pequeñas, pudieron determinar cualquier variación en la velocidad a lo largo del mismo. El borde sur de N132D se mueve con la misma tasa de expansión de 1620 km/s. El borde norte presenta una tasa de expansión promedio de 3820 km/s, pero su velocidad es más variable, lo cual no resulta sorprendente dada su apariencia desintegrada.
Comparación con estudios previos
Además de determinar la velocidad de la onda de choque frontal, los autores modelan la evolución del remanente de supernova para estimar las condiciones iniciales de N132D, incluyendo la masa de la estrella progenitora, la energía de la explosión y la masa del material eyectado. Sus resultados concuerdan con otros estudios que sugieren que N132D se originó a partir de una estrella de aproximadamente 15 masas solares que explotó hace 2500 años en una cavidad de baja densidad.
Este estudio demuestra la capacidad única de los instrumentos de alta resolución de Chandra para medir con precisión la evolución de los remanentes de supernova, y estudios posteriores continuarán determinando las características detalladas de los remanentes de supernova en todo el Grupo Local.
Referencia
- “Chandra Large Project Observations of the Supernova Remnant N132D: Measuring the Expansion of the Forward Shock,” Xi Long et al 2025 ApJ 993 136. doi:10.3847/1538-4357/ae07c7
