Un nuevo estudio revela que la onda de choque inversa está viajando en la dirección equivocada, hacia la supernova que le dio origen. En él estudio, los investigadores encontraron que la onda de choque se acelera a diferentes velocidades. Una de sus secciones colapsa hacia el origen de la explosión estelar, o supernova, en lo que los autores del estudio llaman un «choque inverso».  

Lo que se sabe de Cassiopeia A

Cassiopeia A es una nebulosa, o nube de gas, dejada atrás por una supernova en la constelación de Cassiopeia, a unos 11.000 años luz de la Tierra. Esta sería una remanente más cercana de la supernova. 

La nebulosa, que tiene alrededor de 16 años luz de ancho, está hecha principalmente hidrógeno. Este gas habría sido expulsado antes y durante la explosión que destrozó la estrella original. Una onda de choque de esa explosión todavía está ondeando a través del gas.

Los modelos teóricos muestran que esta onda de choque debería expandirse de manera uniforme, como un globo perfectamente redondeado que se infla constantemente. Sin embargo, eso no estaría pasando, según encontraron los investigadores de este estudio.

Los investigadores sospechaban que algo raro pasaba dentro de Cassiopeia A. Estudios previos habían demostrado que los movimientos internos dentro de la nebulosa eran «bastante caóticos». Dichos movimientos resaltaban que la región occidental de la onda de choque, que se movía a través de la nube de gas, podría estar yendo en la dirección equivocada.

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron el movimiento de la onda de choque utilizando rayos X. Los datos habían sido recopilados previamente por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, un telescopio que orbita la Tierra. Estos confirmaron que parte de la región occidental de la onda de choque estaba retrocediendo en la dirección opuesta en un choque inverso. 

Los investigadores también descubrieron algo aún más sorprendente: partes de la misma región seguían acelerándose. Esto ocurría al mismo tiempo que se alejaba del epicentro de la supernova, como el resto de la onda de choque.

Expansión desigual de la supernova de onda de choque inversa

La velocidad promedio actual del gas en expansión en Cassiopeia A es de alrededor de 21,6 millones de km/h. Esto la convierte en una de las ondas de choque más rápidas jamás vistas en un remanente de supernova. La remanente es muy joven; la luz de Cassiopeia A llegó a la Tierra en 1970. Pero con el tiempo, las ondas de choque pierden su impulso en su entorno y se ralentizan. 

Cassiopeia A consta de dos bandas principales de gas en expansión: una capa interna y una capa externa. Estas dos capas son dos mitades de la misma onda de choque, y en la mayor parte de la nebulosa, las capas interior y exterior viajan a la misma velocidad y en la misma dirección. Pero en la región occidental, las dos capas van en direcciones opuestas. La capa externa todavía se está expandiendo hacia afuera, pero la capa interna se está moviendo hacia donde habría estado la estrella en explosión. 

El choque inverso se retira a alrededor de 6,9 millones de km/h. Sin embargo, lo que realmente desconcertó a los investigadores fue la rapidez con la que se expandía la capa exterior. Esto en comparación con la capa interior que se retiraba en esta región. Los investigadores esperaban que la capa exterior se expandiera a un ritmo menor en comparación con el resto de la onda de choque. Pero descubrieron que en realidad se aceleraba más rápido que algunas otras regiones de la onda de choque.

Imagen coloreada de Cassiopeia A basada en datos de los telescopios espaciales Hubble, Spitzer y Chandra. Créditos: NASA/JPL-Caltech.

¿Qué fue lo que pasó?

Conforme a lo que explican los investigadores, la expansión inusual dentro de la región occidental de Cassiopeia A no coincide con los modelos teóricos de supernova. Lo cual sugiere que algo le sucedió a la onda de choque después de la explosión estelar. 

Los investigadores dijeron que la explicación más probable es que la onda de choque impactó con otra capa de gas que probablemente fue expulsada por la estrella antes de que explotara. A medida que la onda de choque golpeó este gas, es posible que se haya ralentizado y creado una acumulación de presión que empujó la cubierta interna hacia el centro. Sin embargo, la capa exterior aún puede haber sido forzada a través de este bloqueo y comenzó a acelerar nuevamente en el otro lado.

Los investigadores también creen que la forma única en que murió la estrella original podría explicar la onda de choque desigual. Cassiopeia A es el resultado de una supernova de tipo IIb, en la que una estrella masiva explotó después de que se había desprendido casi por completo de sus capas externas.

Las estimaciones de rayos X sugieren que la estrella tenía entre cuatro y seis veces la masa del sol durante la explosión. Pero, lo más probable es que la estrella tuviera una masa de alrededor de 18 veces la del sol cuando nació. Esto significa que la estrella perdió alrededor de dos tercios de su masa, la mayor parte de la cual habría sido hidrógeno, antes de explotar. La onda de choque pudo haber chocado más tarde con este gas.

Sin embargo, los autores del nuevo estudio no están convencidos de esta teoría. Esto se debe a que áun no han encontrado los restos de la otra estrella. Por esa razón, todas estas son expeculaciones respecto a los motivos del viaje de la onda de choque inversa hacia la supernova que la originó.

Referencias:

Strange ‘reverse shock wave’ supernova is exploding in the wrong direction: https://www.livescience.com/supernova-reverse-shock-wave

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