En 1572, El astrónomo danés Tycho Brahe estuvo entre los que notaron un nuevo objeto brillante en la constelación de Casiopea. Añadiendo más leña al fuego intelectual que inició Copérnico, Tycho mostró que esta "nueva estrella" estaba mucho más allá de la Luna, y que era posible que cambiara el Universo más allá del Sol y los planetas.

Los astrónomos ahora saben que la nueva estrella de Tycho no era nueva en absoluto. Más bien señaló la muerte de una estrella en una supernova, una explosión tan brillante que puede eclipsar la luz de una galaxia entera. Esta supernova en particular era de Tipo Ia, que ocurre cuando una estrella enana blanca extrae material de, o se fusiona con, una estrella compañera cercana hasta que se desencadena una violenta explosión. La estrella enana blanca está borrada, enviando sus escombros al espacio.

Como ocurre con muchos restos de supernovas, el remanente de la supernova Tycho, como se conoce hoy (o "Tycho, " para abreviar), brilla intensamente en la luz de rayos X porque las ondas de choque, similares a las explosiones sónicas de los aviones supersónicos, generadas por la explosión estelar calientan los escombros estelares hasta millones de grados. En sus dos décadas de funcionamiento, El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha capturado imágenes de rayos X incomparables de muchos remanentes de supernovas.

Chandra revela un patrón intrigante de grupos brillantes y áreas más débiles en Tycho. ¿Qué causó esta maraña de nudos después de esta explosión? ¿La explosión misma causó esta aglomeración, ¿O fue algo que sucedió después?

Esta última imagen de Tycho de Chandra está proporcionando pistas. Para enfatizar los grupos en la imagen y la naturaleza tridimensional de Tycho, Los científicos seleccionaron dos rangos estrechos de energías de rayos X para aislar el material (silicio, de color rojo) alejándose de la Tierra, y avanzando hacia nosotros (también silicio, de color azul). Los otros colores de la imagen (amarillo, verde, azul verde, naranja y violeta) muestran una amplia gama de diferentes energías y elementos, y una mezcla de direcciones de movimiento. En esta nueva imagen compuesta, Los datos de rayos X de Chandra se han combinado con una imagen óptica de las estrellas en el mismo campo de visión del Digital Sky Survey.

Al comparar la imagen de Chandra de Tycho con dos simulaciones por computadora diferentes, los investigadores pudieron probar sus ideas con datos reales. Una de las simulaciones comenzó con los escombros grumosos de la explosión. El otro comenzó con escombros suaves de la explosión y luego aparecieron grumos cuando el remanente de supernova evolucionó y se magnificaron pequeñas irregularidades.

Luego se utilizó un análisis estadístico que utiliza una técnica que es sensible al número y tamaño de los grupos y agujeros en las imágenes. Comparando los resultados del Chandra y las imágenes simuladas, Los científicos descubrieron que el remanente de la supernova Tycho se asemeja mucho a un escenario en el que los cúmulos provienen de la propia explosión. Si bien los científicos no están seguros de cómo, una posibilidad es que la explosión de la estrella tuviera múltiples puntos de ignición, como cartuchos de dinamita que se disparan simultáneamente en diferentes lugares.

Comprender los detalles de cómo explotan estas estrellas es importante porque puede mejorar la confiabilidad del uso de las "velas estándar" de las supernovas de Tipo Ia, es decir, objetos con brillo inherente conocido, que los científicos pueden utilizar para determinar su distancia. Esto es muy importante para estudiar la expansión del universo. Estas supernovas también rocían elementos como hierro y silicio, que son esenciales para la vida tal como la conocemos, en la próxima generación de estrellas y planetas.

Un artículo que describe estos resultados apareció el 10 de julio, Edición de 2019 de The Diario astrofísico y está disponible en línea. Los autores son Toshiki Sato (RIKEN en Saitama, Japón, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland), John (Jack) Hughes (Universidad de Rutgers en Piscataway, New Jersey), Brian Williams, (Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA), y Mikio Morii (Instituto de Matemática Estadística de Tokio, Japón).

Otro equipo de astrónomos, dirigido por Gilles Ferrand de RIKEN en Saitama, Japón, ha construido sus propios modelos informáticos tridimensionales de un remanente de supernova de Tipo Ia a medida que cambia con el tiempo. Su trabajo muestra que se requieren asimetrías iniciales en la explosión de supernova simulada para que el modelo del remanente de supernova resultante se parezca mucho a la imagen de Chandra de Tycho. a una edad similar. Esta conclusión es similar a la de Sato y su equipo.

Un artículo que describe los resultados de Ferrand y sus coautores apareció el 1 de junio de Edición de 2019 de The Diario astrofísico y está disponible en línea.