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Espectroscopía en Rayos X de Remanentes de Supernovas

 

Figure 1. Tycho’s SNR, Type Ia Credit: NASA/CXC/Rutgers/J.Warren & J.Hughes et al

 

OBJETIVO

Determinar los tipos  de supernovas conocidos examinando imágenes de remanentes de supernovas tomadas por el telescopio espacial de Rayos X Chandra e identificando sus elementos constituyentes a partir de su espectro energético.

PREGUNTAS GUÍA
  • ¿Qué entendemos por Supernova?
  • ¿Qué es un Remanente de Supernova?
  • ¿Son frecuentes los eventos conocidos como Supernovas?¿Podrías poner algunos ejemplos?¿Se ha producido alguno hace poco?
  • ¿Cuántos  tipos de Remanentes de Supernovas existen?
  • ¿Cómo se produce cada tipo de Remanente de Supernova?
  • ¿En qué se parecen y en qué se diferencian los diferentes tipos de Remanentes de Supernovas?
  • ¿Cómo podemos saber de qué tipo de Remanente de Supernova se trata?¿Qué observaciones y medidas utilizan los astrofísicos para ello?
  • ¿Por qué es importante estudiar los Remanentes de Supernovas?
  • ¿Podemos determinar la edad del Remanente de  una Supernova
  • ¿Puede utilizarse la curva de luz de algún tipo de Supernova para determinar distancias en el Universo?¿Cómo?¿Hasta qué distancia podemos llegar con este método?
  • ¿Qué es Chandra?
  • ¿En qué región del espectro opera Chandra?
  • ¿Qué son los Rayos X?¿Qué características tienen?

PROCEDIMIENTO
  1. Comienza documentándote acerca de los Remanentes de Supernovas que vas  a investigar:
    1. El Remanente de Supernova de Tycho
    2. El Remanente de Supernova SNR G292.0+1.8
  2. Después prepara tus observaciones.
    1. Crea dos tablas en una hoja de cálculo con 4 columnas cada una
    2. Nombra cada columna según lo siguiente:
      1. Id Línea de emisión
      2. Distancia de 1 KeV (cm)
      3. Energía de la línea de emisión (KeV)
      4. Símbolo del elemento químico
  3. Medida y toma de datos: Examina la figura correspondiente al espectro de emisión de cada Remanente de Supernova e identifica las líneas que vayas a estudiar. Numéralas ( el número corresponde al Id de la línea ). Nombra cada tabla según los datos de la Supernova elegida e introduce los Id de las líneas de emisión que vas a estudiar para cada caso.
    1. Desde el centro de cada línea, traza una vertical hasta la intersección con el eje horizontal. La lectura de los valores sobre ese eje corresponden a la energía de los fotones detectados. Identifica el elemento correspondiente a cada línea de emisión en Rayos X, comparando tus resultados con la siguiente tabla

      Table 1. Energies of X-ray Emission Lines
    2. Para obtener la energía de cada línea de emisión (abundancia de cada elemento):
      1. Mide la diferencia en cm entre  las emisiones a 1KeV y a  2 KeV con una precisión de décima de cm. De esta forma obtienes un factor de escala en cm/KeV.
      2. Mide la diferencia en cm con tanta precisión como puedas desde  la emisión en 1keV y la emisión en el centro de la línea de emisión que vayas a estudiar.
      3. Toma esta diferencia negativa si la línea está por debajo de la emisión a 1 keV y positiva si es superior.
      4. Anota tu medida en la segunda columna de la tabla.
      5. Divide la diferencia obtenida para cada línea (cm) por el factor de escala cm/keV del paso  A y súmale 1 keV para obtener la energía de cada línea de emisión.
ANÁLISIS
  • ¿En qué se parecen y en qué se diferencian los espectros obtenidos?
  • Del análisis de los Remanentes de Supernovas de Tycho y de  G292.0+1.8 , ¿qué elementos son más abundantes en las Supernovas de Tipo Ia y en las Supernovas Tipo II? ¿Hay algún elemento presente en un tipo y que no aparezca en el otro?
  • De acuerdo con tus observaciones, cómo podríamos determinar si un evento de Supernova es de Tipo Ia o II utilizando su espectro de emisión en Rayos X.
RECURSOS
  • Remanentes de Supernovas en Chandra X-Ray Observatory. Pincha aquí.
  • Remanente de Supernova de Tycho. Chandra X-Ray Observatory. Pincha aquí.
  • Remanente de Supernova SNR G292.0+1.8. Chandra X-Ray Observatory. Pincha aquí.
  • Ramanentes de Supernovas. NASA. Pincha aquí
Fig1: Bremsstrahlung Spectrum of Tycho’s SNR
Fig2: Bremsstrahlung Spectrum of G292.0+1.8
CUÉNTANOS CÓMO SON LOS REMANENTES DE SUPERNOVAS

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En todo caso combina creatividad, imaginación y rigor científico. Utiliza el vocabulario científico preciso y sé consecuente con tus «resultados experimentales».

 

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