Una investigación desvela cómo la supernova Tycho, una de las más hermosas captada por el hombre, se convirtió en un acelerador de partículas gigantesco. La enana blanca que dio paso a la gran explosión de supernova, ahora ya no existe pero en cambio dejó un legado que durará por millones de años.
Contradictoriamente los aceleradores de partículas son los laboratorios más grandes que tiene la física para estudiar el mundo más pequeño, el de las partículas. Gracias a ellos se ha logrado establecer el Modelo Estándar de la Física de Partículas con el que comprendemos al Universo, pero parece que el cosmos mismo tiene sus propios colisionadores. Rayos X analizados por radiotelescopios, revelan cómo la supernova Tycho se convirtió en un acelerador gigantesco de partículas cósmicas.
La supernova Tycho es un rareza cósmica
La supernova Tycho habita en la constelación de Casiopea y es una de las ocho supernovas que se han logrado detectar a simple vista en el cielo nocturno. Es de esperarse que semejante objeto contenga una cantidad impresionante de energía contenida, además de un tamaño gigantesco.
Surgió luego de la explosión violenta de una enana blanca que liberó una cantidad descomunal de energía en tan sólo unos segundos, la misma que emitiría el Sol en 10 mil millones de años. Se le puede ver como una colosal mancha rosada con un borde de color rojo y es precisamente en este borde en donde la supernova Tycho acelera las partículas a velocidades similares a las de la luz.
A partir de datos recopilados por el observatorio espacial Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, un equipo de investigadores liderados por Patrick Slane del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica, estudiaron algunos electrones muy excitados en el borde la supernova Tycho y descubrieron que es capaz de acelerar estas partículas cargadas a velocidades al menos cien veces más que los aceleradores de partículas más poderosos construidos por el hombre.
Los rayos X producidos por electrones en Tycho, sugieren que es en el borde de la supernova donde las partículas alcanzan velocidades vertiginosas. Los investigadores explican que el acelerador de partículas cósmico es tan delgado debido a que los electrones que irradian rayos X, tienden a perder su energía muy rápidamente. Por lo tanto, cuando se mueven un poco lejos del límite, ya han perdido tanta energía que ya no son capaces de producir rayos X.
Pero, ¿qué es lo que causa que la supernova Tycho acelere sus partículas cargadas? Los investigadores quedaron intrigados por los electrones que viven en el borde del objeto y que alcanzan casi la velocidad de la luz, pero descubrieron que son los campos magnéticos fuertes y turbulentos los que generan el acelerador natural. Gracias a las mediciones de rayos X y de polarización, encontraron que la polarización de los rayos emitidos por electrones era un 12% más alto en el borde que en el resto de la supernova, lo que habla de un campo magnético mucho más turbulento en esta región.
La estructura radial se mantiene intacta hasta los sitios de aceleración, hecho que no se conocía con anterioridad y que ayudará a los astrofísicos a comprender mejor los aceleradores de partículas naturales que habitan en el cosmos.
Referencias: Slane, P. et al. X-ray polarimetry reveals the magnetic field topology on sub-parsec scales in Tycho’s supernova remnant. DOI
