Científicos sorprendidos por el hallazgo de Hoinga

En el primer estudio de todo el cielo realizado por el telescopio de rayos X eROSITA a bordo del SRG, astrónomos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre han identificado un remanente de supernova desconocido previamente, apodado “Hoinga”.

El hallazgo fue confirmado en archivos de datos de radio y marca el primer descubrimiento de la asociación conjunta australiana-eROSITA establecida para la exploración de nuestra Galaxia utilizando múltiples longitudes de onda, desde ondas de radio de baja frecuencia hasta rayos X energéticos. El remanente de supernova Hoinga es muy grande y está ubicado lejos del plano galáctico – un primer hallazgo sorprendente – lo cual implica que los próximos años podría obtenerse muchos más descubrimientos.

En este detalle del primer sondeo de todo el cielo SRG/eROSITA, observamos al remanente de supernova Hoinga señalado por una flecha. La gran fuente brillante en el cuadrante inferior de la imagen proviene del remanente de supernova Vela con Puppis-A. Los colores de la imagen están correlacionados con las energías de los fotones de rayos X detectados y de acuerdo a las convenciones. El rojo representa el rango de energía de 0,3-0,6 keV, el verde 0,6-1,0 keV y el azul 1,0-2,3 keV. Crédito de la imagen: SRG/eROSITA.

Las estrellas masivas finalizan sus vidas en gigantescas explosiones de supernova cuando los procesos de fusión internos dejan de producir suficiente energía para contrarrestar su colapso gravitatorio. Pero incluso con cientos de miles de millones de estrellas en una galaxia, estos eventos son bastante raros. En nuestra Vía Láctea, los astrónomos estiman que debería ocurrir una supernova en promedio cada 30 a 50 años. Si bien la supernova en sí sólo es observable en una escala de tiempo de meses, sus restos pueden ser detectados durante unos 100.000 años. Estos remanentes están compuestos por el material expulsado a elevadas velocidades por la estrella en explosión y forman ondas de choque al golpear el medio interestelar circundante.

Los rayos X descubiertos por eROSITA son emitidos por los desechos calientes de la estrella que explotó, en tanto que los sincrotrones de los radiotelescopios detectan la emisión de electrones relativistas, que se desaceleran en la capa exterior del remanente. Crédito de la imagen: eROSITA/MPE (X-ray), CHIPASS/SPASS/N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin (Radio)

En la actualidad se conocen unos 300 remanentes de supernovas de este tipo – mucho menos que los 1200 estimados que deberían ser observables en nuestra propia Galaxia. Por lo tanto, según lo indicado en un parte de prensa por el IMPFE, o bien los astrofísicos malinterpretaron la tasa de supernovas o una gran mayoría ha sido pasada por alto hasta el momento. Un equipo internacional de astrónomos está utilizando ahora los escaneos de todo el cielo del telescopio de rayos X eROSITA para buscar restos de supernovas desconocidos hasta ahora. Con temperaturas de millones de grados, los desechos de estas supernovas emiten radiación de alta energía, es decir, deberían aparecer en los datos del sondeo de rayos X de alta calidad.

Vista cercana del remanente de supernova Hoinga tras el primer sondeo de todo el cielo realizado por el proyecto eROSITA. Los fotones que produjeron esta imagen de 7,5 x 7,5 grados fueron codificados por colores de acuerdo con su energía (rojo para energías de 0,2 - 0,7 keV, verde para 0,7 - 1,2 keV, azul para 1,2 - 2,4 keV). Casi toda la emisión de rayos X del remanente se observa en energías entre 0,2 y 0,7 keV. La imagen fue suavizada para mejorar la visibilidad de la emisión difusa de rayos X. Crédito de la imagen: SRG/eROSITA. Crédito de la imagen: SRG/eROSITA.

“Nos sorprendió mucho que el primer remanente de supernova apareciera de inmediato,” dijo Werner Becker en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “Hoinga” es el remanente de supernova más grande jamás descubierto en rayos X hasta el momento. Con un diámetro de unos 4,4 grados, cubre un área unas 90 veces más grande que el tamaño de la Luna llena. “Además, se encuentra muy lejos del plano galáctico, algo que es muy inusual,” añadió. La mayoría de las búsquedas previas de restos de supernova se han concentrado en el disco de nuestra galaxia, donde la actividad de formación de estrellas es más elevada y, por lo tanto, los restos estelares deben ser más numerosos, pero parece que muchos remanentes de supernova fueron pasados por alto debido a esa estrategia de búsqueda.

Imagen compuesta de Hoinga tomada a 1.4 GHz y 2.3 GHz por los sondeos de radio CHIPASS y SPASS. El color azul es arbitrario; se eliminaron los objetos en primer plano y de fondo para aumentar la visibilidad de la emisión de radio difusa del remanente de supernova. Crédito de la imagen: CHIPASS/SPASS/N. Hurley-Walker, ICRAR-Curtin (Radio)

Después de que los astrónomos encontraron este remanente en los datos de sondeo de todo el cielo realizado por eROSITA, recurrieron a otras fuentes para realizar la confirmación. Aunque apenas visible, Hoinga aparecía en los datos arrojados por el telescopio de rayos X ROSAT 30 años atrás, pero nadie lo notó antes debido a la debilidad de la señal y su ubicación galáctica en alta latitud. Sin embargo, la verdadera confirmación provino de los datos de radio, la banda espectral en la que fueron encontrados hasta ahora el 90% de todos los remanentes de supernova que se conocen.

Vídeo con una animación que representa la órbita de la sonda espacial SRG/eROSITA


“Revisamos los archivos con datos de radio de archivo y estuvo siempre allí, a la espera de ser descubierto”, se maravilló Natasha Walker-Hurley, de la Universidad de Curtin, nodo del Centro Internacional de Investigación Radioastronómica en Australia. “La emisión de radio en los sondeos de 10 años atrás confirmó claramente que Hoinga es un remanente de supernova, por lo que puede haber aún más de ellos esperando por ojos atentos”.

Vídeo que representa los seis primeros meses del sondeo realizado por SRG/eROSITA


El telescopio de rayos X eROSITA, aproximadamente 25 veces más sensible que su predecesor ROSAT, realizará un total de ocho sondeos de todo el cielo. Ambos observatorios fueron diseñados, construidos y son operados por el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. Los astrónomos esperaban descubrir nuevos remanentes de supernova en sus datos de rayos X en los años venideros, pero se sorprendieron al identificar uno tan temprano con el programa eROSITA. Combinado con el hecho de que la señal está presente en los datos de décadas pasadas, esto implica que muchos remanentes de supernovas podrían haber sido pasados por alto debido al bajo brillo superficial, por hallarse en lugares inusuales o tal vez por otras emisiones cercanas de objetos más brillantes. Junto a futuros sondeos de radio, el sondeo de rayos X eROSITA promete el hallazgo de muchos remanentes de supernova desconocidos, que ayudarán a dilucidar este antiguo misterio astrofísico.

El remanente de supernova ha sido apodado Hoinga por el nombre medieval de la ciudad de nacimiento del autor principal de la investigación: Bad Hönningen am Rhein.

Vídeo realizado por la Agencia Aero-Espacial de Alemania (DLR), sobre el telescopio espacial de Rayos_X eROSITA

eROSITA es el instrumento principal a bordo de la misión ruso-alemana “Spectrum-Roentgen-Gamma” (SRG) que fue lanzada desde Baikonur el 13 de julio de 2019 y puesta en una órbita de halo alrededor del punto L2, Lagrange 2-Sol-Tierra. eROSITA fue planeada con el objetivo de realizar el primer estudio de imágenes de todo el cielo en el rango de rayos X de energía media de hasta 10 keV con una resolución espectral y angular sin precedentes.

La investigación Hoinga - A Supernova Remnant Discovered in the SRG/eROSITA All-Sky Survey eRASS1, de W. Becker, N. Hurley-Walker, Ch. Weinberger, L. Nicastro, M. G. F. Mayer, A. Merloni, J. Sanders, fue publicada en Astronomy & Astrophysics.

updatedupdated2021-12-052021-12-05