La figura muestra una imagen compuesta del remanente de supernova SN 1006. El círculo superior izquierdo muestra el área observada por IXPE. La emisión IXPE 2—4 keV se muestra en color púrpura, con la orientación del campo magnético indicada con líneas blancas. El rojo y el blanco representan la emisión de rayos X blandos y duros, respectivamente, tomadas con el observatorio de rayos X Chandra. El color dorado indica la emisión infrarroja del Spitzer. Créditos de las imágenes: Rayos X: Chandra: NASA/CXC/SAO, IXPE: NASA/MSFC/P. Zhou y otros; Infrarrojos: Spitzer.
“Los campos magnéticos son extremadamente difíciles de medir, pero IXPE nos proporciona una forma eficaz de sondearlos”, afirmó el Dr. Ping ZHOU, astrofísico de la Universidad de Nanjing en Jiangsu, China, y autor principal del nuevo artículo sobre los hallazgos. “Ahora podemos ver que los campos magnéticos de SN 1006 son turbulentos pero también presentan una dirección organizada”.
Situada a unos 6.500 años luz de la Tierra en la constelación de Lupus, SN 1006 es todo lo que queda después de una explosión titánica, que ocurrió cuando dos enanas blancas se fusionaron o cuando una enana blanca extrajo demasiada masa de una estrella compañera. Descubierto inicialmente en la primavera de 1006 EC 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 de la historia.
Desde que comenzó la observación moderna, los investigadores han identificado la extraña estructura doble del remanente, marcadamente diferente de otros remanentes de supernova redondeados. También tiene “miembros” o bordes brillantes identificables en las bandas de rayos X y gamma.
‘IXPE es un instrumento único. Puede detectar rayos X polarizados, sondeando directamente estructuras de campos magnéticos en regiones muy cercanas al frente de choque, donde las partículas de alta energía se aceleran recientemente. Esta información no está disponible en ningún otro telescopio», afirmó el Dr. Stephen NG, astrofísico de altas energías del Departamento de Física de HKU.
“Los restos de supernovas muy próximos y brillantes en rayos X, como SN 1006, son ideales para mediciones IXPE, dada la combinación de IXPE de sensibilidad a la polarización de rayos X con la capacidad de resolver espacialmente las regiones de emisión”, afirmó el Dr. Douglas SWARTZ, investigador. con sede en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, a través de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades. “Esta capacidad integrada es esencial para localizar los puntos de aceleración de los rayos cósmicos”.
Observaciones anteriores de rayos X de SN 1006 ofrecieron la primera evidencia de que los restos de supernova pueden acelerar radicalmente los electrones y ayudaron a identificar nebulosas en rápida expansión alrededor de estrellas que explotaron como lugar de nacimiento de rayos cósmicos altamente energéticos, que pueden viajar casi a la velocidad de la luz. Los científicos supusieron que la estructura única de SN 1006 está ligada a la orientación de su campo magnético y teorizaron que las ondas explosivas de supernova en el noreste y suroeste se mueven en la dirección alineada con el campo magnético y aceleran de manera más eficiente las partículas de alta energía.
“Los nuevos hallazgos de IXPE ayudaron a validar y aclarar esas teorías”, afirmó el Dr. Yi-Jung YANG, coautor del artículo y astrofísico de altas energías del Departamento de Física de HKU, así como miembro del Laboratorio de Investigación Espacial de HKU. . “Las propiedades de polarización obtenidas de nuestro análisis polarimétrico espectral se alinean notablemente bien con los resultados de otros métodos y observatorios de rayos X, lo que subraya la confiabilidad y las sólidas capacidades de IXPE”, afirmó Yang. “Por primera vez, podemos mapear las estructuras del campo magnético de los restos de supernovas a energías más altas con mayor detalle y precisión, lo que nos permitirá comprender mejor los procesos que impulsan la aceleración de estas partículas”.
Los investigadores dicen que los resultados demuestran una conexión entre los campos magnéticos y el flujo de partículas de alta energía del remanente. Los campos magnéticos en la capa de SN 1006 están algo desorganizados, según los hallazgos de IXPE, pero aún tienen una orientación preferida. A medida que la onda de choque de la explosión original atraviesa el gas circundante, los campos magnéticos se alinean con el movimiento de la onda de choque. Las partículas cargadas quedan atrapadas por los campos magnéticos alrededor del punto original de la explosión de la supernova, donde rápidamente reciben ráfagas de aceleración. Esas partículas de alta energía que aceleran, a su vez, transfieren energía para mantener los campos magnéticos fuertes y turbulentos.
IXPE ha observado tres remanentes de supernova (Cassiopeia A, Tycho y ahora SN 1006) desde su lanzamiento en diciembre de 2021, lo que ha ayudado a los científicos a desarrollar una comprensión más completa del origen y los procesos de los campos magnéticos que rodean estos fenómenos.
Los científicos se sorprendieron al descubrir que SN 1006 está más polarizada que los otros dos remanentes de supernova, pero que los tres muestran campos magnéticos orientados de tal manera que apuntan hacia afuera desde el centro de la explosión. A medida que los investigadores continúan explorando los datos de IXPE, están reorientando su comprensión de cómo se aceleran las partículas en objetos extremos como estos.
IXPE es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana con socios y colaboradores científicos en 12 países. IXPE está dirigido por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. Ball Aerospace, con sede en Broomfield, Colorado, gestiona las operaciones de naves espaciales junto con el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder.
Este comunicado de prensa fue adaptado de la versión original de la NASA.
Se puede acceder al trabajo de investigación en el siguiente enlace:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acf3e6
Imagen y título para descargar: https://www.scifac.hku.hk/press
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