El Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha captado la expansi\u00f3n de la Nebulosa del Cangrejo a lo largo de un cuarto de siglo, comparando observaciones tomadas en 1999 con datos recientes obtenidos con una c\u00e1mara actualizada. El an\u00e1lisis resultante calcula que los bordes exteriores de la nebulosa se desplazan hacia afuera a 3,4 millones de millas por hora, ofreciendo la secuencia temporal m\u00e1s n\u00edtida hasta ahora de un remanente de supernova en movimiento. Dirigido por William Blair de la Universidad Johns Hopkins, el estudio brinda a los astr\u00f3nomos una rara oportunidad de observar la evoluci\u00f3n en casi tiempo real de las secuelas de una explosi\u00f3n c\u00f3smica, a partir de trabajos anteriores que establecieron por primera vez al Cangrejo como arquetipo de remanentes impulsados por pulsares.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Hace casi un milenio, astr\u00f3nomos de Asia y Oriente Medio registraron una estrella nueva y brillante que apareci\u00f3 en 1054, una supernova tan brillante que fue visible a plena luz del d\u00eda<\/a>. Lo que observaron fue la muerte de una estrella masiva, y los restos que dej\u00f3 son lo que ahora llamamos la Nebulosa del Cangrejo, una nube en expansi\u00f3n de gas y polvo que abarca aproximadamente 12 a\u00f1os luz<\/a> en la constelaci\u00f3n de Tauro. A diferencia de muchos remanentes de supernova que forman conchas relativamente limpias, el Cangrejo est\u00e1 alimentado desde el interior por una estrella de neutrones que gira r\u00e1pidamente, o pulsar, cuyo viento energ\u00e9tico esculpe la nebulosa en una mara\u00f1a de filamentos. Ese motor interno es lo que hace que el seguimiento de su expansi\u00f3n sea tan productivo cient\u00edficamente: la nebulosa no simplemente se desplaza por la inercia de una explosi\u00f3n antigua, sino que est\u00e1 siendo moldeada activamente por inyecciones de energ\u00eda continuas.<\/p>\n Los instrumentos modernos han transformado la \u201cestrella invitada\u201d medieval en un laboratorio de astrof\u00edsica de alta energ\u00eda. El pulsar en el centro gira decenas de veces por segundo y genera un flujo magnetizado que choca con el material expulsado que se mueve m\u00e1s despacio. Esta interacci\u00f3n produce emisi\u00f3n sincrotr\u00f3n brillante y filamentos nudosos que cambian en escalas de tiempo accesibles para los humanos. Comparando im\u00e1genes separadas por d\u00e9cadas, los astr\u00f3nomos pueden medir directamente cu\u00e1nto se han desplazado c\u00famulos individuales de gas, convirtiendo el cielo en una especie de cron\u00f3metro c\u00f3smico.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n La l\u00ednea de base para la nueva comparaci\u00f3n se remonta a finales de 1999 y principios del 2000, cuando la C\u00e1mara Planetaria y de Campo Amplio 2 del Hubble, conocida como WFPC2, captur\u00f3 24 exposiciones individuales<\/a> tomadas en octubre de 1999, enero de 2000 y diciembre de 2000. Esos fotogramas se cosieron en un mosaico ic\u00f3nico que se convirti\u00f3 en una de las im\u00e1genes m\u00e1s reconocidas del Hubble y que posteriormente se reproces\u00f3 en un retrato de campo completo<\/a> refinado de la nebulosa. Para la nueva \u00e9poca, el telescopio volvi\u00f3 al Cangrejo bajo un programa de observaci\u00f3n del Ciclo 31 del HST, esta vez usando la C\u00e1mara de Campo Amplio 3, o WFC3, que reemplaz\u00f3 a la WFPC2 durante una misi\u00f3n de mantenimiento. El equipo seleccion\u00f3 filtros comparables a los usados en el mosaico original, permitiendo una comparaci\u00f3n directa a nivel de p\u00edxel a lo largo del intervalo de aproximadamente 25 a\u00f1os.<\/p>\n Esa larga l\u00ednea de base es lo que da poder a la medici\u00f3n. Incluso peque\u00f1os desplazamientos angulares se vuelven detectables cuando esperas d\u00e9cadas entre exposiciones, y la n\u00edtida resoluci\u00f3n del Hubble significa que los filamentos individuales se pueden seguir con gran precisi\u00f3n. El preprint que describe el estudio<\/a> se\u00f1ala que los movimientos propios de los filamentos exteriores alcanzan aproximadamente 0,3 segundos de arco por a\u00f1o o m\u00e1s. A la distancia del Cangrejo, esos diminutos desplazamientos angulares se traducen en la velocidad destacada de 3,4 millones de millas por hora, una cifra que captura la violencia con la que el remanente sigue expandi\u00e9ndose casi mil a\u00f1os despu\u00e9s de la explosi\u00f3n original. El equipo de la misi\u00f3n de la NASA enfatiza en su visi\u00f3n general de las nuevas observaciones<\/a> que esta es la medici\u00f3n m\u00e1s detallada hasta ahora del patr\u00f3n de expansi\u00f3n global de la nebulosa.<\/p>\n Para extraer esos movimientos, los investigadores alinearon los mosaicos antiguo y nuevo usando estrellas de fondo como puntos de referencia, y luego midieron cu\u00e1nto se hab\u00edan desplazado los nudos brillantes de gas entre \u00e9pocas. Debido a que el Cangrejo es tan complejo, el equipo analiz\u00f3 los movimientos en diferentes regiones de la nebulosa en lugar de asumir una \u00fanica expansi\u00f3n uniforme. El resultado es un mapa de velocidades detallado que revela diferencias sutiles en la rapidez con que varias estructuras se alejan hacia el exterior.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n Una explosi\u00f3n simple producir\u00eda un remanente que se desacelera con el tiempo a medida que barre el material circundante. El Cangrejo no se comporta as\u00ed. Su expansi\u00f3n es no uniforme, con distintas regiones movi\u00e9ndose a ritmos diferentes, y algunos filamentos parecen acelerarse en lugar de frenarse. Trabajos independientes desde tierra apoyan este panorama: un an\u00e1lisis separado usando el Telescopio Canad\u00e1\u2011Francia\u2011Haw\u00e1i midi\u00f3 19.974 vectores de movimiento propio<\/a> en \u00e9pocas de observaci\u00f3n de 2007, 2016 y 2019, confirmando que el campo de expansi\u00f3n es desigual y que algunas partes de la nebulosa se est\u00e1n acelerando.<\/p>\n Esta aceleraci\u00f3n es dif\u00edcil de explicar sin invocar al pulsar central. La estrella de neutrones en rotaci\u00f3n bombea energ\u00eda a la nebulosa mediante un viento relativista de part\u00edculas cargadas. Donde ese viento interact\u00faa con los filamentos circundantes, puede empujar el material hacia afuera a velocidades mayores de las que la explosi\u00f3n original por s\u00ed sola predir\u00eda. La influyente revisi\u00f3n de Jeff Hester sobre el Cangrejo, publicada en la Annual Review of Astronomy and Astrophysics<\/a>, describi\u00f3 el sistema como fundamentalmente diferente de los remanentes de tipo concha precisamente porque la nebulosa impulsada por el viento del pulsar en su n\u00facleo remodela continuamente la estructura. Los nuevos datos del Hubble a\u00f1aden una dimensi\u00f3n temporal a ese argumento: en lugar de inferir la influencia del pulsar a partir de una sola instant\u00e1nea, los astr\u00f3nomos ahora pueden verlo ocurrir fotograma a fotograma.<\/p>\n Esfuerzos recientes de modelado subrayan adem\u00e1s esta complejidad. Un estudio din\u00e1mico detallado publicado en The Astrophysical Journal<\/a> examin\u00f3 c\u00f3mo los filamentos del Cangrejo responden a la presi\u00f3n del viento del pulsar y a las interacciones con el medio interestelar circundante. Esos c\u00e1lculos muestran que realces de presi\u00f3n localizados pueden producir exactamente el tipo de campo de aceleraci\u00f3n parcheado que ahora se ve en los datos de movimiento propio. El panorama emergente es el de un remanente cuyo interior est\u00e1 siendo agitado y remodelado por una entrada de energ\u00eda continua, no uno que simplemente registra las condiciones de una \u00fanica explosi\u00f3n antigua.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\nDos c\u00e1maras, un lapso de un cuarto de siglo<\/h2>\n\n\n
Lo que la velocidad revela sobre el interior de la nebulosa<\/h2>\n\n\n
Rastreando la explosi\u00f3n hasta 1054<\/h2>\n\n\n