El Cygnus Loop (fuente de radio W78, o Sharpless 103 ) es un gran remanente de supernova (SNR) en la constelación Cygnus , una nebulosa de emisión que mide casi 3 ° de ancho. [1] Algunos arcos del bucle, conocidos colectivamente como Nebulosa Velo o Nebulosa Cirrus, emiten en el rango electromagnético visible . [1] Las imágenes de radio, infrarrojos y rayos X revelan el bucle completo.
La porción visual del Cygnus Loop se conoce como la Nebulosa Velo, también llamada Nebulosa Cirrus o Nebulosa Filamentaria. Varios componentes tienen nombres e identificadores separados, [2] [3] incluyendo el "Velo Occidental" o "Escoba de Bruja", el "Velo Oriental" y el Triángulo de Pickering.
NGC 6960, el Velo Occidental , es la parte occidental del remanente, también conocida como "Escoba de Bruja", ubicada en J2000 RA 20 h 45 m 58,1 s Dec + 30 ° 35 ′ 43 ″. [3] Como el objeto NGC más occidental de la nebulosa (primero en ascensión recta ), su número se utiliza a veces como un identificador NGC para la nebulosa en su conjunto.
Estas tres áreas luminosas componen el Velo Oriental . NGC 6992 es un proyectil HI ubicado a lo largo del borde noreste del bucle en J2000 RA 20 h 56 m 19,0 s Dec + 31 ° 44 ′ 34 ″. [4] NGC 6995 se encuentra más al sur en J2000 RA 20 h 57 m 10,7 s Dec + 31 ° 14 ′ 07 ″, [5] e IC 1340 incluso más al sur en J2000 RA 20 h 56 m 12,0 s Dic + 31 ° 04 ′ 00 ″. [6]
También conocido como Pickering's Wedge, o Pickering's Triangular Wisp, este segmento de nebulosidad relativamente débil fue descubierto fotográficamente en 1904 por Willina Fleming en el Observatorio de Harvard, donde Edward Charles Pickering era director en ese momento. El Triángulo es más brillante a lo largo del lado norte del circuito, aunque las fotografías muestran que la nebulosidad también se extiende hacia el área central.
Estos dos objetos generalmente se identifican hoy (como por el Proyecto NGC / IC y Uranometria ) con dos nudos más brillantes de nebulosidad en una nube en el borde norte del bucle, al este del borde norte del Triángulo de Pickering. NGC 6979 fue informado por William Herschel , y aunque las coordenadas que registró para los objetos Veil eran algo imprecisas, [7] su posición para este es tolerablemente cercana al nudo en J2000 RA 20 h 50 m 27,9 s Dic + 32 ° 01 ′ 33 ″. [7]
El identificador NGC 6979 a veces se toma para referirse al Triángulo de Pickering, [8] pero el Triángulo probablemente no es lo que Herschel vio o lo que el Catálogo pretendía para esta entrada: se descubrió solo fotográficamente, después de que se publicó el Catálogo, y mucho después de que Herschel observación.
Lord Rosse informó de NGC 6974 , pero la posición que dio se encuentra en una región vacía dentro del bucle principal. Se asumió que registró la posición incorrectamente, y el Nuevo Catálogo General da al objeto de Rosse como el otro nudo en la nube del norte, ubicado en J2000 RA 20 h 51 m 04.3 s Dec + 31 ° 49 ′ 41 ″, un grado al norte de Posición de Rosse. [9] (Esta posición está más al este que NGC 6979, aunque los objetos NGC generalmente se ordenan aumentando RA.) Estos filamentos en el área centro-norte a veces se conocen como la "zanahoria". [10]El espectro a 34,5 MHz de la región asociada con NGC 6974 abarca directamente todo el rango de frecuencia de 25 a 5000 MHz. [11]
El nudo sureste se encuentra en J2000 RA 20 h 56 m 21,2 s Dec + 30 ° 23 ′ 59 ″ en el borde sureste del Cygnus Loop. El nudo ha sido identificado como un encuentro entre la onda expansiva de la supernova y una pequeña nube aislada. [12] El nudo es una característica de rayos X prominente, que consiste en una serie de filamentos correlacionados con la emisión de líneas visuales. [12] Al combinar datos visuales y de rayos X, se puede demostrar que el nudo sureste es una hendidura en la superficie de la onda expansiva, no una nube pequeña sino la punta de una nube más grande. [12]La presencia de un choque inverso es evidencia de que el nudo representa una etapa temprana de una onda expansiva que se encuentra con una gran nube. [12]
Imagen externa | |
---|---|
Cygnus Loop comparado con la Luna |
Hasta 1999, la distancia más citada al remanente de supernova era una estimación de 1958 hecha por R. Minkowski , combinando sus medidas de velocidad radial con el estudio de movimiento propio de E. Hubble de los filamentos ópticos del remanente para calcular una distancia de 770 parsecs o 2500 años luz . [13] [14] Sin embargo, en 1999, William Blair, asumiendo que la onda de choque debería expandirse al mismo ritmo en todas las direcciones, comparó la expansión angular a lo largo de los lados de la burbuja (visible en el Telescopio Espacial Hubbleimágenes) con mediciones de línea de visión directa de la expansión radial hacia la Tierra y concluyó que el tamaño real de la burbuja era aproximadamente un 40% más pequeño que el valor convencional, lo que lleva a una distancia de aproximadamente 1470 ly. [13] [14]
Un valor revisado mayor de 540 pc (1760 años antes) pareció ser corroborado por el descubrimiento posterior de Blair, a través del Explorador espectroscópico ultravioleta lejano (FUSE), de una estrella aparentemente detrás del Velo. Un espectro UV de esta estrella, KPD 2055 + 3111 de tipo espectral sdOB, mostró líneas de absorción en su espectro que indican que su luz es parcialmente interceptada por el remanente de supernova. Con una distancia estimada (pero incierta) de aproximadamente 1860 ly, esta estrella parecía apoyar la estimación revisada de 1760 ly. [14]
Una investigación más reciente de la distancia del Cygnus Loop utilizando medidas de paralaje de Gaia de varias estrellas vistas hacia el Cygnus Loop ha llevado a una estimación de distancia más precisa. [15] Una de estas estrellas, una estrella B8 de magnitud 9,6 (BD + 31 4224) ubicada cerca del borde noroeste del remanente muestra evidencia de interacciones de su viento estelar con la onda de choque del Cygnus Loop, lo que indica que se encuentra realmente dentro del remanente. La distancia estimada de Gaia de esta estrella de alrededor de 770 30 pc, junto con otras dos estrellas ambas a 735 30 pc que exhiben características espectrales que indican que deben estar detrás del remanente, conduce a una nueva distancia de 73525 pc o alrededor de 2400 años luz. La distancia estimada de Gaia a la estrella sdOB KPD 2055 + 3111 es 793 pc (2600 ly). Esta nueva distancia, sorprendentemente cercana al valor estimado hace unos 60 años por Minkowski, significa que el Cygnus Loop tiene físicamente alrededor de 40 pc (130 ly) de diámetro y tiene una edad de alrededor de 21,000 años. [15]
Las fuentes más brillantes de ultravioleta lejano del Cygnus Loop se encuentran en el borde noreste del remanente. El primer vuelo del espectrómetro de línea de emisión de alta resolución (HIRELS), un espectrómetro nebular ultravioleta lejano de campo amplio, sintonizado con líneas de emisión OVI , se lanzó a bordo de un Nike-Black Brant de White Sands Missile Range para observar el Cygnus Loop. la primera fuente de línea de emisión de OVI galáctica observada. [dieciséis]
La fuente de rayos X Cygnus X-5 coincide con SNR G074.0-08.6 (el Cygnus Loop), ubicado en J2000 RA 20 h 51.1 m Dec + 30 ° 41 ′, observado por Uhuru en 4U 2046 + 31. Esta fuente también tiene los números de catálogo 1E 2049.4 + 3050, 1H 2050 + 310 y 1M 2051 + 309, habiendo sido observados por el Observatorio Einstein , HEAO 1 y OSO 7 , respectivamente.
El Cygnus Loop es una potente fuente de rayos X suaves. [17]
El centro de la capa de supernova, determinado a partir de los datos de rayos X, se encuentra en J1950 RA 20 h 49 m 45 s Dec + 30 ° 53 ′. [18] Una temperatura térmica característica promediada sobre el bucle a partir de datos espectrales de rayos X es T x = 2,9 ± 1,5 x 10 6 K. [18] Se obtuvo un mapa de brillo de la superficie de rayos X del bucle con una X unidimensional -telescopio de rayos volado a bordo de un cohete de sondeo Aerobee 170 lanzado el 30 de marzo de 1973, desde White Sands Missile Range . [18]
La mayoría de las estrellas que producen supernovas dejan restos estelares compactos : una estrella de neutrones o un agujero negro , que generalmente depende de la masa de la estrella original. Varias técnicas basadas en las características del remanente de supernova estiman la masa de la estrella progenitora Cygnus Loop en 12 a 15 masas solares , [19] [20] un valor que coloca al remanente esperado firmemente dentro de los límites de las estrellas de neutrones. [21] Sin embargo, a pesar de muchas búsquedas, no se había identificado con seguridad ningún remanente estelar compacto desde la identificación del remanente de supernova.
Una anomalía notada es que en los rayos X, la nebulosa parece perfectamente esférica, aparte de una "región explosiva" al sur. Las búsquedas de un remanente estelar compacto se han concentrado en gran medida aquí, ya que el agujero puede haber sido causado por la violenta expulsión de una estrella de neutrones. [21] Un estudio detallado de 2012 de la región de explosión identificó una posible nebulosa de viento de púlsar, así como una fuente puntual dentro de ella. Aunque en casi exactamente la misma posición que una galaxia Seyfert conocida , el ligero desplazamiento combinado con la falta de una contraparte de radio hace que la fuente puntual probablemente no esté relacionada con la galaxia. Aún se desconoce con certeza si la característica es una nebulosa de viento púlsar y, de ser así, si está relacionada con el Cygnus Loop. [21] Si de hecho es el remanente estelar compacto de la supernova, la estrella de neutrones debería haber sido expulsada del centro de la nebulosa a una velocidad de aproximadamente 1.850 km / s , dependiendo de la edad precisa y la distancia del remanente. [21]
En la novela Mindbridge de Joe Haldeman , Cygnus Loop son los restos de la estrella local de una raza omnipotente e inmortal que finalmente decidió destruirse a sí misma.