En el año 1054 d.C., Los observadores del cielo chinos presenciaron la aparición repentina de una "nueva estrella" en los cielos, que registraron como seis veces más brillante que Venus, convirtiéndolo en el evento estelar más brillante observado en la historia registrada. Esta "estrella invitada, "como lo describieron, era tan brillante que la gente lo vio en el cielo durante el día durante casi un mes. Los nativos americanos también registraron su misteriosa aparición en petroglifos.

Observando la nebulosa con el telescopio más grande de la época, Lord Rosse en 1844 nombró al objeto "Cangrejo" debido a su estructura en forma de tentáculo. Pero no fue hasta la década de 1900 que los astrónomos se dieron cuenta de que la nebulosa era la reliquia sobreviviente de la supernova 1054. la explosión de una estrella masiva.

Ahora, astrónomos y especialistas en visualización del programa Universo de Aprendizaje de la NASA han combinado lo visible, infrarrojo, y visión de rayos X de los Grandes Observatorios de la NASA para crear una representación tridimensional de la dinámica Nebulosa del Cangrejo.

La visualización de gráficos por computadora de múltiples longitudes de onda se basa en imágenes del Observatorio de rayos X Chandra y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. El video de aproximadamente cuatro minutos analiza la intrincada estructura anidada que forma este cadáver estelar, dando a los espectadores una mejor comprensión de los procesos físicos extremos y complejos que alimentan la nebulosa. El "motor" de la casa de máquinas que energiza todo el sistema es un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente, el núcleo superdenso aplastado de la estrella explotada. La pequeña dínamo está emitiendo pulsos abrasadores de radiación 30 veces por segundo con una precisión increíble como un reloj.

Los astrónomos y especialistas en visualización del programa Universe of Learning de la NASA han combinado lo visible, infrarrojo, y visión de rayos X de los Grandes Observatorios de la NASA para crear una representación tridimensional de la dinámica Nebulosa del Cangrejo, los restos andrajosos de una estrella explotada.

La visualización de gráficos por computadora de múltiples longitudes de onda se basa en imágenes del Observatorio de rayos X Chandra y los telescopios espaciales Hubble y Spitzer.

El video de aproximadamente cuatro minutos analiza la intrincada estructura anidada que forma este cadáver estelar, dando a los espectadores una mejor comprensión de los procesos físicos extremos y complejos que alimentan la nebulosa. El "motor" de la casa de máquinas que energiza todo el sistema es un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente, el núcleo superdenso aplastado de la estrella explotada. La pequeña dínamo está emitiendo pulsos abrasadores de radiación 30 veces por segundo con una precisión increíble como un reloj.

La visualización fue producida por un equipo del Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland; el Caltech / IPAC en Pasadena, California; y el Centro de Astrofísica | Harvard &Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts. Debutará en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Honolulu, Hawai. La película está disponible para planetarios y otros centros de aprendizaje informal en todo el mundo.

"Ver imágenes bidimensionales de un objeto, especialmente de una estructura compleja como la Nebulosa del Cangrejo, no te da una buena idea de su naturaleza tridimensional, "explicó el científico de visualización de STScI, Frank Summers, quien dirigió el equipo que desarrolló la película. "Con esta interpretación científica, Queremos ayudar a las personas a comprender la geometría anidada e interconectada de la Nebulosa del Cangrejo. La interacción de las observaciones de longitudes de onda múltiples ilumina todas estas estructuras. Sin combinar rayos X, infrarrojo, y luz visible, no se obtiene la imagen completa ".

Ciertas estructuras y procesos, impulsado por el motor pulsar en el corazón de la nebulosa, se ven mejor en longitudes de onda particulares.

La película comienza mostrando la Nebulosa del Cangrejo en contexto, señalando su ubicación en la constelación de Tauro. Esta vista se acerca para presentar el Hubble, Spitzer, y Chandra imágenes de la Nebulosa del Cangrejo, cada uno destacando una de las estructuras anidadas en el sistema. Luego, el video comienza una lenta acumulación de la estructura de rayos X tridimensional, mostrando el púlsar y un disco anillado de material energizado, y la adición de chorros de partículas que se disparan desde lados opuestos de la dínamo energética.

A continuación, aparece una vista infrarroja giratoria de una nube que envuelve el sistema de púlsar, y resplandeciente por la radiación de sincrotrón. Esta forma distintiva de radiación ocurre cuando corrientes de partículas cargadas giran en espiral alrededor de las líneas del campo magnético. También hay emisión infrarroja de polvo y gas.

La capa exterior de luz visible de la Nebulosa del Cangrejo aparece a continuación. Pareciendo una jaula alrededor de todo el sistema, esta capa de gas incandescente consta de filamentos de oxígeno ionizado en forma de tentáculo (al oxígeno le falta uno o más electrones). El tsunami de partículas desatado por el púlsar empuja esta nube de escombros en expansión como un animal que hace sonar su jaula.

La radiografía infrarrojo, y los modelos de luz visible se combinan al final de la película para revelar tanto una vista giratoria tridimensional de múltiples longitudes de onda y la correspondiente imagen bidimensional de múltiples longitudes de onda de la Nebulosa del Cangrejo.

Las estructuras tridimensionales sirven como aproximaciones científicamente fundamentadas para imaginar la nebulosa. "Las vistas tridimensionales de cada estructura anidada le dan una idea de sus verdaderas dimensiones, ", Dijo Summers." Para que los espectadores puedan desarrollar un modelo mental completo, queríamos mostrar cada estructura por separado, del disco anillado y los chorros en marcado relieve, a la radiación de sincrotrón como una nube alrededor de eso, y luego la luz visible como una estructura de jaula que rodea todo el sistema ".

Estas estructuras anidadas son particulares de la Nebulosa del Cangrejo. Revelan que la nebulosa no es un remanente de supernova clásico como se pensaba comúnmente. En lugar de, el sistema se clasifica mejor como una nebulosa de viento púlsar. Un remanente de supernova tradicional consiste en una onda expansiva, y escombros de la supernova que se ha calentado a millones de grados. En una nebulosa de viento de púlsar, La región interna del sistema está formada por un gas de temperatura más baja que se calienta hasta miles de grados por la radiación de sincrotrón de alta energía.

"Es realmente a través de la estructura de múltiples longitudes de onda que puedes comprender más claramente que es una nebulosa de viento de púlsar, ", Dijo Summers." Este es un objetivo de aprendizaje importante. Puedes comprender la energía del púlsar en el núcleo que se mueve hacia la nube de sincrotrón, y luego más hacia los filamentos de la jaula ".

Summers y el equipo de visualización de STScI trabajaron con Robert Hurt, científico líder en visualización en IPAC, en las imágenes de Spitzer; y Nancy Wolk, especialista en procesamiento de imágenes en el Centro de Rayos X Chandra en el CfA, en las imágenes de Chandra. Su paso inicial fue revisar investigaciones anteriores sobre la Nebulosa del Cangrejo, un objeto intensamente estudiado que se formó a partir de una supernova vista en 1054 por astrónomos chinos.

Comenzando con el Hubble bidimensional, Spitzer, e imágenes de Chandra, el equipo trabajó con expertos para analizar las complejas estructuras anidadas que componen la nebulosa e identificar la mejor longitud de onda para representar cada componente. La interpretación tridimensional está guiada por datos científicos, conocimiento, e intuición, con rasgos artísticos que llenan las estructuras.

La visualización es parte de una nueva generación de productos y experiencias que está desarrollando el programa Universe of Learning de la NASA. El esfuerzo combina una conexión directa con la ciencia y los científicos de las misiones de astrofísica de la NASA con la atención a las necesidades de la audiencia para capacitar a los jóvenes, familias y aprendices de por vida para explorar cuestiones fundamentales de la ciencia, experimentar cómo se hace la ciencia, y descubrir el universo por sí mismos.

Este video demuestra el poder de la astronomía de longitudes de onda múltiples. Ayuda al público a comprender cómo y por qué los astrónomos utilizan múltiples regiones del espectro electromagnético para explorar y aprender sobre nuestro universo.