El telescopio IXPE de la NASA ha capturado las primeras imágenes de rayos X polarizados del remanente de supernova SN 1006. Los nuevos resultados amplían la comprensión de los científicos sobre la relación entre los campos magnéticos y el flujo de partículas de alta energía procedentes de estrellas en explosión.

"Los campos magnéticos son extremadamente difíciles de medir, pero IXPE nos proporciona una manera eficiente de investigarlos", dijo el Dr. Ping Zhou, astrofísico de la Universidad de Nanjing en Jiangsu, China, y autor principal de un nuevo artículo sobre los hallazgos, publicado en The Astrophysical Journal. "Ahora podemos ver que los campos magnéticos de SN 1006 son turbulentos, pero también tienen una dirección organizada".

Situado a unos 6.500 años luz de la Tierra en la constelación de Lupus, SN 1006 es todo lo que queda después de una explosión titánica, que ocurrió cuando dos enanas blancas se fusionaron o cuando una enana blanca atrajo demasiada masa de una estrella compañera. Descubierto por primera vez en la primavera del año 1006 por observadores de China, Japón, Europa y el mundo árabe, su luz fue visible a simple vista durante al menos tres años. Los astrónomos modernos aún lo consideran el evento estelar más brillante de la historia registrada.

Desde que comenzaron las observaciones modernas, los investigadores han identificado la extraña estructura doble del remanente, notablemente diferente de otros remanentes redondos de supernova. También tiene "miembros" o bordes brillantes identificables en las bandas de rayos X y rayos gamma.

"Los remanentes de supernova brillantes de rayos X en proximidad cercana, como SN 1006, son ideales para las mediciones de IXPE, dada la combinación de la sensibilidad a la polarización de rayos X de IXPE con la capacidad de resolver las regiones de emisión espacialmente", dijo Douglas Swartz, investigador de la Universities Space Research Association en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama. "Esta capacidad integrada es esencial para localizar los sitios de aceleración de rayos cósmicos".

Observaciones anteriores de rayos X de SN 1006 ofrecieron la primera evidencia de que los remanentes de supernova pueden acelerar radicalmente electrones y ayudaron a identificar nebulosas en rápido crecimiento alrededor de estrellas en explosión como un lugar de nacimiento de rayos cósmicos altamente energéticos, que pueden viajar a casi la velocidad de la luz.

Los científicos supusieron que la estructura única de SN 1006 está relacionada con la orientación de su campo magnético y teorizaron que las ondas de choque de supernova en el noreste y el suroeste se mueven en la dirección alineada con el campo magnético y aceleran de manera más eficiente partículas de alta energía.

Los nuevos hallazgos de IXPE ayudaron a validar y aclarar esas teorías, según el Dr. Yi-Jung Yang, astrofísico de alta energía de la Universidad de Hong Kong y coautor del artículo.

"Las propiedades de la polarización obtenidas de nuestro análisis espectral-polarimétrico se alinean notablemente bien con los resultados de otros métodos y observatorios de rayos X, subrayando la confiabilidad de IXPE y sus sólidas capacidades", dijo Yang.

Los resultados demuestran una conexión entre los campos magnéticos y el flujo de partículas de alta energía del remanente. Según los hallazgos de IXPE, los campos magnéticos en la cáscara de SN 1006 están algo desorganizados, pero aún tienen una orientación preferida. A medida que la onda de choque de la explosión original pasa a través del gas circundante, los campos magnéticos se alinean con el movimiento de la onda de choque. Las partículas cargadas quedan atrapadas por los campos magnéticos alrededor del punto original de la explosión, donde reciben ráfagas de aceleración rápidamente. Estas partículas de alta energía, a su vez, transfieren energía para mantener los campos magnéticos fuertes y turbulentos.

IXPE ha observado tres remanentes de supernova, Cassiopeia A, Tycho y ahora SN 1006, desde su lanzamiento en diciembre de 2021, lo que ha ayudado a los científicos a desarrollar una comprensión más completa del origen y los procesos de los campos magnéticos que rodean estos fenómenos.

Los científicos se sorprendieron al descubrir que SN 1006 está más polarizado que los otros dos remanentes de supernova, pero que los tres muestran campos magnéticos orientados de manera que apuntan hacia afuera desde el centro de la explosión. A medida que los investigadores continúan explorando los datos de IXPE, están reorientando su comprensión de cómo las partículas se aceleran en objetos extremos como estos.