El telescopio IXPE (Imaging X-ray Polarization Explorer) de la NASA ha capturado la primera imagen de rayos X polarizados del remanente de supernova SN1006. Los nuevos resultados amplían la comprensión de los científicos sobre la relación entre los campos magnéticos y las corrientes de partículas energéticas producidas por la explosión de estrellas.
Esta nueva imagen del remanente de supernova SN1006 combina datos del Imaging X-ray Polarization Explorer de la NASA y el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Los elementos rojo, verde y azul reflejan los rayos X de baja, media y alta energía detectados por Chandra, respectivamente. En la esquina superior izquierda se muestran en violeta los datos de IXPE que miden la polarización de la luz de rayos X, junto con líneas que representan el movimiento hacia afuera del campo magnético del remanente. Fuente: Rayos X: NASA/CXC/SAO (Chandra); NASA/MSFC/Universidad de Nanjing/P.Zhou et al. (IXPE); IR: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt
"Los campos magnéticos son extremadamente difíciles de medir, pero IXPE nos proporciona una forma eficaz de detectarlos", afirmó el Dr. Zhou Ping, astrofísico de la Universidad de Nanjing y autor principal de un nuevo artículo publicado en The Astrophysical Journal. "Ahora podemos ver que el campo magnético de SN1006 es turbulento pero también muestra direcciones organizadas".
SN1006 se encuentra en la constelación de Wolffang, a unos 6.500 años luz de la Tierra. Es el remanente de una explosión gigante. Esta explosión pudo haber ocurrido cuando dos enanas blancas se fusionaron, o pudo haber sido una enana blanca que absorbió demasiada masa de una estrella compañera. Descubierta originalmente en la primavera del año 1006 d. C. por observadores de China, Japón, Europa y el mundo árabe, su luz fue visible a simple vista durante al menos tres años. Los astrónomos modernos todavía lo consideran el evento estelar más brillante jamás registrado.
Desde el comienzo de las observaciones modernas, los investigadores han descubierto la extraña estructura dual de este remanente, que se diferencia claramente de otros remanentes de supernova redondos. También puede identificar "ramas" o bordes brillantes en bandas de rayos X y rayos gamma.
"Debido a que IXPE combina la sensibilidad a la polarización de los rayos X con la capacidad de resolver espacialmente regiones de emisión, los remanentes de supernovas brillantes en rayos X cercanos como SN1006 son muy adecuados para las mediciones de IXPE", dijo Douglas Swartz, investigador de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. "Esta capacidad combinada es fundamental para localizar puntos de aceleración de rayos cósmicos".
Observaciones anteriores de rayos X de SN1006 demostraron por primera vez que los restos de supernova pueden acelerar radicalmente los electrones y ayudaron a identificar la nebulosa en rápida expansión alrededor de la estrella en explosión como el lugar de nacimiento de los rayos cósmicos de alta energía, que pueden viajar casi a la velocidad de la luz.
Los científicos especulan que la estructura única de SN1006 está relacionada con la dirección de su campo magnético e infieren que las ondas de explosión de supernova en las direcciones noreste y suroeste son consistentes con la dirección del campo magnético y pueden acelerar partículas de alta energía de manera más efectiva.
El Dr. Yang Yizhong, coautor del artículo y astrofísico de altas energías de la Universidad de Hong Kong, dijo que los nuevos hallazgos de IXPE pueden ayudar a verificar y aclarar estas teorías.
El Dr. Yang dijo: "Las propiedades de polarización que obtuvimos a través del análisis de espectropolarización concuerdan con los resultados de otros métodos y observatorios de rayos X, lo que resalta la confiabilidad y el poder de IXPE. Por primera vez, podemos mapear la estructura del campo magnético de un remanente de supernova a energías más altas con mayor detalle y precisión, lo que nos permite comprender mejor los procesos que impulsan la aceleración de estas partículas".
Los investigadores dicen que los resultados demuestran un vínculo entre los campos magnéticos y la salida de partículas energéticas del remanente. Según los hallazgos de IXPE, el campo magnético en la capa de SN1006 está algo desorganizado, pero aún tiene una dirección preferida. A medida que la onda de choque de la explosión original atraviesa el gas circundante, el campo magnético se alinea con el movimiento de la onda de choque. Las partículas cargadas quedan atrapadas por el campo magnético alrededor del origen de la explosión, donde se aceleran rápidamente. Estas partículas aceleradas de alta energía a su vez transfieren energía, manteniendo el campo magnético fuerte y turbulento.
Desde su lanzamiento en diciembre de 2021, IXPE ha observado tres restos de supernova: Cassiopeia A, Tycho y ahora SN1006, lo que ha ayudado a los científicos a comprender mejor los orígenes y procesos de los campos magnéticos que rodean estos fenómenos.
Los científicos se sorprendieron al descubrir que SN1006 estaba más polarizada que los otros dos remanentes de supernova, pero los tres mostraban campos magnéticos orientados hacia afuera desde el centro de la explosión. A medida que los investigadores continúan explorando los datos del IXPE, están reorientando su comprensión de cómo se aceleran las partículas en objetos extremos como estos.
Fuente compilada: ScitechDaily