Un astrónomo aficionado descubre una estela de gas tan fina como un lápiz que cruza el remanente de supernova del Velo
Imagen destacada: [Imagen H-alfa profunda de la nebulosa oriental del Velo (NGC 6992) que muestra la estrecha estela; crédito: D. Martinez-Delgado et al.]
Una estrecha estela de gas brillante perfectamente colimada que cruza el remanente de supernova del Velo ha sido descubierta en imágenes astronómicas profundas de aficionado, una característica tan sutil que pasó desapercibida en datos profesionales durante más de una década.
El descubrimiento, publicado en el servidor de preimpresión arXiv el 25 de junio, fue avistado por primera vez en imágenes profundas de banda estrecha H-alfa tomadas con un telescopio Planewave CDK de 43 centímetros en el Observatorio Stan Watson. Una vez identificada, la característica fue confirmada en más de una docena de imágenes de aficionados y profesionales disponibles públicamente que abarcan los últimos 20 años, descartando cualquier posibilidad de un artefacto instrumental.
La estructura es un filamento gaseoso extremadamente estrecho, que mide solo 1,63 segundos de arco de ancho, o aproximadamente 1.200 unidades astronómicas a la distancia estimada de la nebulosa del Velo de 2.400 años luz. Solo es visible en emisión H-alfa, la luz roja emitida por átomos de hidrógeno excitados, sin contraparte detectable en emisión de azufre ionizado o luz continua visible. A lo largo de su longitud visible, la estela mantiene un brillo y un ancho casi constantes.
¿Qué es la nebulosa del Velo?
La nebulosa del Velo, también conocida como el Bucle de Cygnus, es uno de los remanentes de supernova más brillantes y estudiados del cielo. Situada en la constelación de Cygnus a una distancia de aproximadamente 2.400 años luz, es la nube de escombros en expansión de una estrella masiva que explotó hace entre 8.000 y 20.000 años. Se estima que la estrella progenitora tenía aproximadamente 20 veces la masa del Sol.
El remanente se extiende aproximadamente 110 años luz de diámetro, un tamaño angular de unos 3 grados en el cielo, aproximadamente seis veces el diámetro de la luna llena. Es visible a través de binoculares bajo cielos oscuros y es un objetivo favorito para los astrofotógrafos aficionados, que capturan su delicada estructura filamentosa en imágenes de banda estrecha.
La característica descubierta en el nuevo estudio cruza la región oriental del Velo, conocida como NGC 6992, que forma el arco oriental brillante del remanente.
¿Qué es?
El artículo considera varias explicaciones posibles para la estela. Un chorro Herbig-Haro de una estrella joven se descarta: no hay una fuente estelar joven que impulse el chorro en ninguno de los extremos, y la característica no muestra emisión de azufre detectable, un sello distintivo de los objetos HH típicos. Una estela de un objeto estelar de alta velocidad, como una estrella fugitiva o una estrella de neutrones, se considera poco probable porque la estructura de onda de choque en proa esperada está ausente y no se ha identificado un conductor estelar en ninguno de los extremos de la estela.
La explicación preferida es que la estela es un choque no radiativo dominado por Balmer asociado con el propio Bucle de Cygnus. Estos choques ocurren cuando la onda de explosión de un remanente de supernova encuentra una capa densa de material o una estructura magnética a una velocidad extremadamente alta, más de 200 kilómetros por segundo, en un entorno de baja densidad. El gas impactado no se enfría radiativamente, y su emisión está dominada por las líneas de Balmer del hidrógeno producidas por excitación colisional e intercambio de carga, con líneas prohibidas débiles o ausentes como la emisión de azufre que domina en los filamentos más brillantes del Velo.
La extrema colimación de la característica, más fina que cualquier filamento conocido en el Velo, podría explicarse porque el choque se ve casi de canto mientras barre una fina lámina de material o sigue un tubo de flujo magnético.
Colaboración pro-am en acción
El descubrimiento es un ejemplo sorprendente de colaboración entre profesionales y aficionados en la astronomía moderna. El autor principal, David Martinez-Delgado del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón en España, tiene una larga trayectoria en imágenes ultraprofundas pioneras con telescopios pequeños. Anteriormente ha descubierto corrientes de marea estelares alrededor de galaxias cercanas y candidatos a galaxias enanas utilizando equipos de calidad amateur.
El equipo incluye astrónomos profesionales de institutos de investigación españoles junto con astrofotógrafos aficionados experimentados de Alemania, Estados Unidos, Italia, Rusia, Austria y Chipre. La característica ya estaba presente pero no reconocida en datos profesionales publicados por Vucetic y colaboradores en 2023, lo que significa que pasó desapercibida para los astrónomos profesionales y fue detectada por primera vez gracias al examen cuidadoso de un aficionado de imágenes H-alfa profundas.
Las observaciones de seguimiento se realizaron con el telescopio Fraunhofer Wendelstein de 2,1 metros, utilizando filtros H-alfa, azufre y banda ancha para confirmar las propiedades inusuales de la característica. El análisis utilizó un código especializado de ajuste de modelos desarrollado originalmente para estudiar corrientes de marea estelares extragalácticas, adaptado aquí por primera vez a un remanente de supernova galáctico.
Próximos pasos
El equipo planea mediciones más profundas de la relación H-alfa/azufre para confirmar definitivamente el mecanismo de choque, mediciones de movimiento propio que deberían detectar el movimiento predicho de 0,06 a 0,15 segundos de arco por año para un choque no radiativo, y espectroscopía para medir los componentes ancho y estrecho de la línea H-alfa, que deberían revelar velocidades de cientos de kilómetros por segundo.
Si se confirma como un choque dominado por Balmer, la característica representa uno de los ejemplos más puros de este raro fenómeno jamás observado en un remanente de supernova evolucionado, y un testimonio de lo que el equipo moderno de aficionado puede revelar cuando se apunta a algunos de los objetos más estudiados del cielo nocturno.
Traducido por Alessandra