Una onda de choque espacial que viaja a 100 veces la velocidad del sonido


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Investigadores del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica han descubierto una onda de choque inversa a 1.000 veces la velocidad del sonido, está calentando el remanente de la supernova de Tycho y haciendo que emita luz de rayos X.

Cuando una estrella explota como una supernova brilla durante unas pocas semanas o meses antes de desaparecer. Sin embargo, el material expulsado hacia el exterior de la explosión todavía brilla cientos o miles de años más tarde, formando una pintoresca remanente de supernova. ¿Qué crea ese brillo de larga duración?

En el caso de los restos de la supernova de Tycho, los astrónomos han descubierto que una inversión en las ondas de choque hacia el interior del remanente a una velocidad Mach 1000 (1000 veces la velocidad del sonido) que está calentando el remanente y haciendo que emita luz de rayos X.

“No seríamos capaces de estudiar antiguos remanentes de supernova sin un choque inverso de luz”, dice Hiroya Yamaguchi, quien llevó a cabo esta investigación en el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA).

La supernova de Tycho fue presenciada por el astrónomo Tycho Brahe en 1572. La aparición de esta “nueva estrella” sorprendió a los que pensaban que los cielos eran constantes e invariables. En su momento más brillante, la supernova rivalizaba con Venus antes de desaparecer de la vista un año después.

Los astrónomos modernos saben que el evento Tycho y que otros observaron fue una supernova de tipo Ia, causada por la explosión de una estrella enana blanca. La explosión arrojó elementos como silicio y hierro hacia el espacio a una velocidad de más de 5.000 km/s.

Cuando ese material expulsado se estrelló contra el gas interestelar circundante, creó una onda de choque (Un estampido sónico) el equivalente de una onda de choque cósmica que continúa moviéndose hacia el exterior hoy en alrededor de Mach 300. La interacción también creó un “lavado” violento: una onda de choque inversa que acelera hacia el interior a Mach 1000.

“Es como una ola de luces de freno propulsada  después de un accidente leve en una carretera muy transitada”, explica el coautor y miembro del CfA Randall Smith.

La onda de choque inversa calienta los gases en el interior del remanente de la supernova y crea su fluorescencia. El proceso es similar a lo que enciende los fluorescentes de uso doméstico, excepto que el remanente de supernova brilla en rayos X en lugar de en luz visible. La onda de choque inversa es lo que nos permite ver y estudiar los restos de supernovas que se produjeron cientos de años después de la supernova.

“Gracias a la onda inversa, la supernova de Tycho sigue ofreciendo algo”, dice Smith.

El equipo estudió el espectro de rayos X del remanente de la supernova de Tycho con la sonda espacial Suzaku. El grupo descubrió que los electrones cruzan la onda de choque inverso y se calientan rápidamente por un proceso aún incierto. Sus observaciones representan la primera evidencia clara de este eficiente calentamiento “sin colisiones” de electrones en el choque inverso del remanente de la supernova de Tycho.

El equipo planea buscar evidencias de ondas de choque inversas similares en otros remanentes de supernovas jóvenes.

Estos resultados han sido aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal.

Con sede central en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Observatorio del Colegio de Harvard. Los científicos del CfA, organizados en seis divisiones de investigación, estudian el origen, evolución y destino último del universo.

Enlace original: Reverse shock wave racing inward at 1000 times the speed of sound

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