El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha encontrado evidencia de una atmósfera de carbono en los restos de la supernova Cassiopeia A.Imagen: imagen del Chandra, muestra la región central de los restos de Cassiopeia. Imagen de rayos X: NASA/CXC/Southampton/W. Ho. Ilustración: NASA/CXC/M.Weiss.
"La estrella compacta en el centro de los restos de esta supernova famosa ha sido un enigma desde su descubrimiento," dijo Wynn Ho, de la Universidad de Southampton. "Ahora finalmente entendemos que puede ser producida por una estrella de neutrones caliente con una atmósfera de carbono."
Ho y Craig Heinke, de la Universidad de Alberta, analizaron el espectro de los rayos X obtenidos por Chandra, lo cual les permitió determinar que la estrella de neutrones estaba cubierta por una delgada capa de carbono. Esta es la primera vez que los científicos pueden determinar la composición atmosférica de una estrella de neutrones.
La primera vez que Chandra observó Cassiopeia fue en 1999 y depectó una fuente de rayos X puntual que había pasado desapercibida con anterioridad. Se asumió que este objeto era una estrella de neutrones, pero los investigadores no podían comprender sus propiedades. Como si eso fuera poco, este objeto no mostraba ninguna pulsación de rayos X o pulsos de radio.
Al aplicar un modelo con la presencia de una estrella de neutrones con una atmósfera de carbono, encontraron que la región que emite rayos X cubriría uniformemente a una estrella de neutrones. Esto explicaría la falta de pulsaciones de rayos X, ya que la estrella no sería capaz de mostrar ningún cambio en su intensidad durante su rotación.
"Nuestro velo de carbono resuelve una de las grandes preguntas sobre la estrella de neutrones en Cassiopeia A," dijo Heinke. "La gente ha estado dispuesta a considerar algunas explicaciones extrañas, así que es un alivio descubrir una solución menos peculiar."
El diámetro promedio de una estrella de neutrones es de 23 km. Los científicos creen que la atmósfera de carbono tiene un espesor de unos 10 centímetros debido a la compresión de la gravedad, que es 100 mil millones de veces más intensa que en la Tierra.
"Para la gente que está acostumbrada a escuchar sobre cosas inmensas en el espacio, puede ser una sorpresa que podamos estudiar algo tan pequeño," dijo Ho. "También es gracioso pensar que ese delgado velo sobre esta estrella haya jugado un papel tan importante en la frustración de los investigadores."
Ubicada a 10 años luz, Cassiopeia A es especial en el sentido de que se estima que tiene unos 300 años de años de edad. Por eso, la estrella es de gran importancia para analizar las primeras etapas de una estrella de neutrones en enfriamiento.
El carbono surge de una combinación de material que ha caído después de las reacciones nucleares en la supernova y la superficie caliente de la estrella de neutrones, que convierte hidrógeno y helio en carbono.
El espectro de rayos X y la falta de actividad púlsar sugiere que el campo magnético es débil. Los científicos no saben si este tipo de estrellas de neutrones tendrá un campo magnético débil por el resto de sus vidas sin convertirse en púlsares de radio o si procesos internos aumentarán el campo magnético con el paso del tiempo.
Fuente: Chandra X-ray Center
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