Lo que la estrella nos dejó

En el año 1054 astrónomos chinos y de Oriente Medio dieron cuenta de un hecho inusual: una luz muy intensa visible repentinamente en el cielo, similar en tamaño y en brillo a una luna llena. Este nuevo objeto, al que llamaron ‘estrella invitada’, pudo verse sin instrumentos a plena luz del día por casi un mes, y durante casi dos años en las noches, y eran los restos de la explosión de una estrella masiva – varias veces mas grande que el Sol – que comenzaban a expandirse a velocidades supersónicas en el medio interestelar. Por su forma similar a la del animal, a ese material en expansión se lo llamó Nebulosa del Cangrejo.

“Imagino que la presencia repentina de un objeto nuevo y brillante en el cielo, visible incluso a plena luz del Sol, debió causar pánico o al menos desconcierto. Por esos años se referían a este tipo de objeto como ‘estrellas invitadas’ por la intensidad de su luz. En verdad no eran estrellas nuevas, sino todo lo contrario, ya que el intenso brillo se debía a la muerte de una estrella en forma explosiva –supernovas-, sin duda uno de los eventos más energéticos que ocurren en nuestra Galaxia. El registro de tales explosiones es importante. Creemos que en la Vía Láctea ocurren dos o tres explosiones estelares por siglo, pero lamentablemente no siempre son visibles desde el lugar que ocupa la Tierra”, explica Gabriela Castelletti, investigadora adjunta del CONICET en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA). Junto a Gloria Dubner, investigadora superior y directora del mismo instituto, publicaron en mayo de este año un trabajo que da cuenta del análisis de la Nebulosa, que marcó un antes y un después en los conocimientos que se tenían sobre esa nebulosa.

“Si tenemos en cuenta que después de la explosión el material que constituía la estrella puede continuar expandiéndose en el espacio por mas de 10 mil años antes de disiparse completamente en el medio y desaparecer, entonces la Nebulosa del Cangrejo es un resto de supernova muy joven. La explosión que la creó ocurrió, en términos astronómicos, recientemente, y por lo tanto el material estelar se expande todavía a muy alta velocidad”, explica la investigadora.

Por todo esto, la Nebulosa del Cangrejo es un modelo de estudio para astrónomos y astrofísicos quienes desde su descubrimiento han investigado este objeto en distintas bandas del espectro electromagnético. El impacto del trabajo reciente de Dubner, Castelletti y colaboradores radica en la observación de la nebulosa usando a la vez tres de los mejores instrumentos a nivel mundial: el interferómetro de 27 antenas denominado Karl G. Jansky Very Large Array (VLA, en Nuevo México, Estados Unidos) y los observatorios espaciales Chandra y Hubble, ambos de la NASA.

Este estudio permitió por vez primera determinar la posición y forma de los restos estelares simultáneamente en tres bandas del espectro. Cada uno de los instrumentos proporciona información diferente. El VLA captó la radiación en ondas de radio de la Nebulosa, mientras que Chandra y Hubble registraron la emisión en rayos X y en el infrarrojo cercano proveniente de la región central de la Nebulosa, respectivamente. En conjunto, la nebulosa luce como un intrincado manojo de filamentos que emiten luz en diferentes ventanas del espectro.

“En general, los restos de supernova emiten radiación en todo el espectro electromagnético. Básicamente, en la explosión se liberan instantáneamente los átomos que durante millones de años fueron creados por procesos de fusión en el interior estelar. La supernova trae consigo la formación de ondas de choque poderosas que se expanden en el espacio precediendo al material estelar eyectado y, en ciertos casos, como resultado de la explosión de la estrella se crea, además, un objeto ultra compacto denominado estrella de neutrones”, explica Castelletti.

Este objeto puede emitir radiación electromagnética en forma regular, con un periodo del orden de los milisegundos – por lo cual se lo conoce como púlsar – ya que visto desde la Tierra se comporta como un ‘faro cósmico’. “En la Nebulosa del Cangrejo puede observarse no solo el material estelar sino también el púlsar creado en la explosión”, agrega la física.

¿Qué información aporta la observación multifrecuencia de los restos de supernova?

Los elementos creados por la fusión de átomos en el interior de la estrella, antes de su explosión, pueden ser detectados en el óptico y en la emisión térmica producida en rayos X. La radiación en ondas de radio marca la posición del frente de choque creado en la supernova y la presencia de partículas relativistas – es decir que se mueven a muy altas velocidades – inyectadas por el púlsar. Esta última es también detectada en rayos X. El infrarrojo, por su parte, muestra la presencia de granos de polvo cuya temperatura ha sido incrementada por fricción por el paso del frente de choque de la supernova.

Para Castelletti, todo resto de supernova debería ser analizado con estos estudios multifrecuencia porque permiten obtener una imagen completa de los procesos físicos que ocurren durante el proceso.

“Estudios de este tipo son invaluables, en especial para restos de supernova como la Nebulosa del Cangrejo donde, por su corta edad, los filamentos aún se expanden a altas velocidades, en el orden de los miles de kilómetros por segundo. Pero no sólo es importante observarlo en la mayor cantidad de bandas, sino también que las observaciones sean en simultáneo para poder integrar toda esa información”, finaliza.

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