A Supernova erased from the Pages of History
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| Image credit: X-ray: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al; Optical: DSS |
A new look at the debris from an exploded star in our galaxy has astronomers re-examining when the supernova actually happened. Recent observations of the supernova remnant called G11.2-0.3 with NASA’s Chandra X-ray Observatory have stripped away its connection to an event recorded by the Chinese in 386 CE.
Historical supernovas and their remnants can be tied to both current astronomical observations as well as historical records of the event. Since it can be difficult to determine from present observations of their remnant exactly when a supernova occurred, historical supernovas provide important information on stellar timelines. Stellar debris can tell us a great deal about the nature of the exploded star, but the interpretation is much more straightforward given a known age.
New Chandra data on G11.2-0.3 show that dense clouds of gas lie along the line of sight from the supernova remnant to Earth. Infrared observations with the Palomar 5-meter Hale Telescope had previously indicated that parts of the remnant were heavily obscured by dust. This means that the supernova responsible for this object would simply have appeared too faint to be seen with the naked eye in 386 CE. This leaves the nature of the observed 386 CE event a mystery.
A new image of G11.2-0.3 is being released in conjunction with this week’s workshop titled “Chandra Science for the Next Decade” being held in Cambridge, Massachusetts. While the workshop will focus on the innovative and exciting science Chandra can do in the next ten years, G11.2-0.3 is an example of how this “Great Observatory” helps us better understand the complex history of the Universe and the objects within it.
Taking advantage of Chandra’s successful operations since its launch into space in 1999, astronomers were able to compare observations of G11.2-0.3 from 2000 to those taken in 2003 and more recently in 2013. This long baseline allowed scientists to measure how fast the remnant is expanding. Using this data to extrapolate backwards, they determined that the star that created G11.2-0.3 exploded between 1,400 and 2,400 years ago as seen from Earth.
Previous data from other observatories had shown this remnant is the product of a “core-collapse” supernova, one that is created from the collapse and explosion of a massive star. The revised timeframe for the explosion based on the recent Chandra data suggests that G11.2-0.3 is one of the youngest such supernovas in the Milky Way. The youngest, Cassiopeia A, also has an age determined from the expansion of its remnant, and like G11.2-0.3 was not seen at its estimated explosion date of 1680 CE due to dust obscuration. So far, the Crab nebula, the remnant of a supernova seen in 1054 CE, remains the only firmly identified historical remnant of a massive star explosion in our galaxy.
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| X-ray image: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al |
This latest image of G11.2-0.3 shows low-energy X-rays in red, the medium range in green, and the high-energy X-rays detected by Chandra in blue. The X-ray data have been overlaid on an optical field from the Digitized Sky Survey, showing stars in the foreground.
Although the Chandra image appears to show the remnant has a very circular, symmetrical shape, the details of the data indicate that the gas that the remnant is expanding into is uneven. Because of this, researchers propose that the exploded star had lost almost all of its outer regions, either in an asymmetric wind of gas blowing away from the star, or in an interaction with a companion star. They think the smaller star left behind would then have blown gas outwards at an even faster rate, sweeping up gas that was previously lost in the wind, forming the dense shell. The star would then have exploded, producing the G11.2-0.3 supernova remnant seen today.
The supernova explosion also produced a pulsar − a rapidly rotating neutron star − and a pulsar wind nebula, shown by the blue X-ray emission in the center of the remnant. The combination of the pulsar’s rapid rotation and strong magnetic field generates an intense electromagnetic field that creates jets of matter and anti-matter moving away from the north and south poles of the pulsar, and an intense wind flowing out along its equator.
A paper describing this result appeared in the March 9th, 2016 issue of The Astrophysical Journal and is available online. The authors are Kazimierz Borkowski and Stephen Reynolds, both of North Carolina State University, as well as Mallory Roberts from New York University. NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, manages the Chandra program for NASA’s Science Mission Directorate in Washington. The Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, controls Chandra’s science and flight operations.
Image credit: X-ray: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al; Optical: DSS
Credit: NASA, The Astrophysical Journal, Chandra X-ray Observatory, Wikipedia
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Una supernova borrada de las páginas de la historia
Una nueva mirada a los restos de una estrella que explotó en nuestra galaxia ha hecho a los astrónomos reexaminar cuando realmente ocurrió dicha supernova. Observaciones recientes de la supernova llamada G11.2-0.3 realizadas con el Observatorio de rayos-x de la NASA Chandra ha dejado al descubierto su conexión con un evento que ocurrió según records de los chinos en el 386 EC.
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| Optical image: DSS, Chandra |
Las supernovas históricas y sus restos pueden ser relacionados tanto con observaciones astronómicas actuales como con los records históricos del evento. Ya que puede ser difícil determinar con observaciones actuales de los restos de supernova el momento exacto en el que ocurrieron, las supernovas históricas aportan información importante sobre las líneas de tiempo estelar. Los restos estelares no pueden decir mucho sobre la naturaleza de la estrella que explotó, pero una interpretación es mucho más sencilla sabiéndose la edad.
Nueva información de Chandra sobre G11.2-0.3 nos muestra que densas nubes de gas se distribuyen a lo largo de la línea de visión de la supernova en dirección a la Tierra. Observaciones en infrarrojo con el telescopio Palomar de 5 metros, indicó con anterioridad que partes de los restos estaban muy fuertemente ocultados por el polvo. Esto quiere decir que la supernova responsable de causar este objeto debió simplemente parecer muy débil para poder ser verse a simple vista en el 386 CE. Esto hace que la naturaleza de la observación del evento del 386 CE sea un misterio.
Se ha publicado una nueva imagen de G11.2-0.3 así como de un taller con el título de “Ciencia de Chandra para la próxima década” y que se está llevando a cabo en Cambridge, Massachusetts. Mientras que el taller se centrará en la innovadora y apasionante ciencia que Chandra puede llevar a cabo en los próximos diez años, G11.2-0.3 es un ejemplo de cómo este “gran observatorio” nos ayuda a entender mejor la compleja historia del Universo y los objetos en este.
Haciéndose valer de la gran ayuda y éxito que ha tenido Chandra desde su lanzamiento en 1999, los astrónomos han podido comparar observaciones de G11.2-0.3 del 2000 con las realizadas en 2003 y la más reciente de 2013. Esta sólida base de estudio ha permitido a los científicos medir lo rápido que los restos se extienden, usando la información para extrapolar hacia detrás, han determinado que la estrella que creó G11.2-0.3 explotó entre 1.400 y 2.400 años atrás vista desde la Tierra.
Información de otros observatorios han demostrado que estos restos son la consecuencia de una supernova donde colapsó su núcleo, del tipo que se crea a partir del colapso y explosión de una estrella masiva. La línea de tiempo revisada de la explosión de la estrella que está basada en la reciente información de Chandra, sugiere que G11.2-0.3 es una de las supernovas más jóvenes de la Vía Láctea. La más joven, Cassiopeia A, también tiene una edad determinada gracias a la expansión de sus restos, y como sucede con G11.2-0.3 no fue vista por la ocultación de polvo con una fecha estimada de 1680 EC De momento, la Nebulosa del Cangrejo, restos de una supernova vista en 1054 EC, permanece sólidamente como los únicos restos de la explosión histórica identificada de una supernova en nuestra galaxia.
Esta última imagen de G11.2-0.3 nos es mostrada en rayos X de baja energía en rojo, los de rango medio en verde, y los rayos X de energía alta en azul. Los datos de los rayos X han sido sobrepuestos encima de un campo óptico del Digitized Sky Survey, mostrando a las estrellas de fondo.
A pesar de que la imagen de Chandra aparece mostrar restos muy simétricos y circulares en forma, los detalles de la información indican que el gas de los restos que se expanden son irregulares. Por ello, los investigadores proponen que la explosión de la estrella perdió casi toda su capa externa, bien sea por el viento asimétrico de gas soplando desde la estrella que explotó, o por la interactuación de una estrella acompañante. Estos piensan que los restos dejados por una estrella pequeña expulsarían gas hacia afuera con un rango constante y rápido, barriendo gas que previamente fue perdido en el viento, formando una densa capa. Entonces la estrella habría explotado, produciendo los restos de la supernova G11.2-0.3 que vemos hoy.
La explosión de la supernova también produjo – una rápida y giratoria estrella neutrón – y un viento nebuloso de pulsar, que se muestran en rayos X de color azul en el centro de los restos. La combinación del pulsar girando rápidamente y los fuertes campos electromagnéticos que se generan crean unos jets de materia y anti-materia que se mueven desde lso polos norte y sur del pulsar, y un intenso viento que fluye a lo largo de su ecuador.
Un artículo describiendo estos resultados apreció el 9 de marzo de 2016 en la revista The Astrophysical Journal y está disponible online. Los autores son Kazimierz Borkowski y Stephen Reynolds, ambos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, además de Mallory Roberts de la Universidad de Nueva York. El Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, gestiona el programa de Chandra para la misión del Directorado de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra y las operaciones de vuelo.
Image credit: X-ray: NASA/CXC/NCSU/K. Borkowski et al; Optical: DSS
Credito: NASA, The Astrophysical Journal, Chandra X-ray Observatory, Wikipedia
