Bucle de Cygnus

El bucle de Cygnus (fuente de radio W78 o Sharpless 103 ) es un gran remanente de supernova (SNR) en la constelación de Cygnus , una nebulosa de emisión que mide casi 3° de diámetro. ^[1] Algunos arcos del bucle, conocidos colectivamente como Nebulosa del Velo o Nebulosa del Cirro, emiten en el rango electromagnético visible. ^[1] Las imágenes de radio, infrarrojos y rayos X revelan el bucle completo.

La parte visible del bucle del Cisne se conoce como la Nebulosa del Velo, también llamada Nebulosa del Cirro o Nebulosa Filamentosa. 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 conocido como la "Escoba de Bruja", ubicado en J2000 RA 20 ^h 45 ^m 58.1 ^s Dec +30° 35′ 43″. ^[3] Como es el objeto NGC más occidental de la nebulosa (el primero en ascensión recta ), su número se usa a veces como un identificador NGC para la nebulosa en su conjunto.

Estas tres áreas luminosas forman el Velo Oriental . NGC 6992 es una capa HI ubicada 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 aún más al sur en J2000 RA 20 ^h 56 ^m 12.0 ^s Dec +31° 04′ 00″. ^[6]

También conocido como cuña de Pickering o espiral triangular de Pickering, este segmento de nebulosidad relativamente débil fue descubierto fotográficamente en 1904 por Williamina 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 bucle, aunque las fotografías muestran que la nebulosidad se extiende también hacia el área central.

Estos dos objetos se identifican generalmente hoy en día (como por el Proyecto NGC/IC y Uranometria ) con dos nudos de nebulosidad más brillantes en una nube en el borde norte del bucle, al este del borde norte del Triángulo de Pickering. NGC 6979 fue reportado por William Herschel , y aunque las coordenadas que registró para los objetos Veil fueron algo imprecisas, ^[7] su posición para este es tolerablemente cercana al nudo en J2000 RA 20 ^h 50 ^m 27.9 ^s Dec +32° 01′ 33″. ^[7]

El identificador NGC 6979 a veces se toma como referencia al Triángulo de Pickering, ^[8] pero el Triángulo probablemente no es lo que Herschel vio o lo que el Catálogo pretendía para esta entrada: fue descubierto sólo fotográficamente, después de que se publicara el Catálogo, y mucho después de la observación de Herschel.

Lord Rosse informó sobre 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 la posición de Rosse. ^[9] (Esta posición está más al este que NGC 6979, aunque los objetos NGC generalmente se ordenan por RA creciente). Estos filamentos en el área central norte a veces se conocen como la "zanahoria". ^[10] El espectro a 34,5 MHz de la región asociada con NGC 6974 se extiende directamente sobre todo el rango de frecuencia de 25 a 5000 MHz. ^[11]

El nudo del sureste está ubicado en J2000 RA 20 ^h 56 ^m 21.2 ^s Dec +30° 23′ 59″ en el borde sureste del bucle de Cygnus. 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 prominente de rayos X, 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 del sureste es una hendidura en la superficie de la onda expansiva, no una pequeña nube 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 nube grande. ^[12]

Hasta 1999, la distancia más frecuentemente citada al remanente de supernova era una estimación de 1958 hecha por R. Minkowski , combinando sus mediciones 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 las imágenes del Telescopio Espacial Hubble ) con mediciones directas de línea de visión 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 años luz. ^{[13] [14]}

Un valor revisado más alto de 540 pc (1760 años luz) pareció ser corroborado por el descubrimiento posterior de Blair, a través del Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (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 años luz de distancia, esta estrella parecía apoyar la estimación revisada de 1760 años luz. ^[14]

Investigaciones más recientes de la distancia del Bucle de Cygnus usando mediciones de paralaje de Gaia de varias estrellas vistas hacia el Bucle de Cygnus han llevado a estimaciones de distancia más precisas. ^{[15] [16]} 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 Bucle de Cygnus, indicando así que está ubicada en realidad dentro del remanente. ^[15] La distancia estimada por Gaia de esta estrella de alrededor de 730 pc, junto con otras dos estrellas ambas a alrededor de 740 pc que exhiben características espectrales que indican que deben estar detrás del remanente, conduce a una nueva distancia de 725 15 pc o alrededor de 2400 años luz. La distancia estimada por Gaia a la estrella sdOB KPD 2055+3111 es 819 pc (2670 años luz). Esta nueva distancia, sorprendentemente cercana al valor estimado hace unos 60 años por Minkowski, significa que el Cygnus Loop tiene físicamente unos 37 pc (120 años luz) de diámetro y una edad de alrededor de 20.000 años. ^[16]${\estilo de visualización \pm}$

Las fuentes más brillantes en el ultravioleta lejano del bucle de Cygnus se encuentran en el borde noreste del remanente. El primer vuelo del espectrómetro de líneas de emisión de alta resolución (HIRELS), un espectrómetro nebular de campo amplio y ultravioleta lejano, sintonizado con las líneas de emisión OVI , se lanzó a bordo de un Nike-Black Brant desde el campo de misiles White Sands para observar el bucle de Cygnus, la primera fuente de línea de emisión OVI galáctica observada. ^[17]

La fuente de rayos X Cygnus X-5 coincide con la SNR G074.0-08.6 (el bucle Cygnus), ubicada en J2000 RA 20 ^h 51.1 ^m Dec +30° 41′, observada 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 observada por el Observatorio Einstein , HEAO 1 y OSO 7 , respectivamente.

El bucle de Cygnus es una potente fuente de rayos X suaves. ^[18]

El centro de la capa de supernova, determinado a partir de datos de rayos X, se encuentra en J1950 RA 20 ^h 49 ^m 45 ^s Dec +30° 53′. ^[19] 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. ^[19] Se obtuvo un mapa de brillo superficial de rayos X del bucle con un telescopio de rayos X unidimensional volado a bordo de un cohete de sondeo Aerobee 170 lanzado el 30 de marzo de 1973 desde el campo de misiles White Sands . ^[19]

La mayoría de las estrellas que producen supernovas dejan atrás remanentes estelares compactos - una estrella de neutrones o un agujero negro , típicamente dependiendo de la masa de la estrella original. Varias técnicas basadas en las características del remanente de supernova estiman la masa de la estrella progenitora del Bucle de Cygnus en 12 a 15 masas solares , ^{[20] [21]} un valor que coloca al remanente esperado firmemente dentro de los límites de la estrella de neutrones. ^[22] Sin embargo, a pesar de muchas búsquedas, no se había identificado con certeza ningún remanente estelar compacto desde la identificación del remanente de supernova.

Una anomalía notable es que en rayos X, la nebulosa parece perfectamente esférica, salvo por una "región de explosión" al sur. Las búsquedas de un remanente estelar compacto se han concentrado principalmente aquí, ya que el agujero puede haber sido causado por la expulsión violenta de una estrella de neutrones. ^[22] 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 está casi exactamente en la misma posición que una galaxia Seyfert conocida , el ligero desfase combinado con la falta de una contraparte de radio hace que la fuente puntual probablemente no esté relacionada con la galaxia. Todavía se desconoce con certeza si la característica es una nebulosa de viento de púlsar y, de ser así, si está relacionada con el bucle de Cygnus. ^[22] Si es de hecho el remanente estelar compacto de la supernova, la estrella de neutrones tendría que haber sido expulsada del centro de la nebulosa a una velocidad de aproximadamente1.850  km/s , dependiendo de la edad precisa y la distancia del remanente. ^[22]

En la novela Mindbridge de Joe Haldeman , el Cygnus Loop son los restos de la estrella natal de una raza omnipotente e inmortal que finalmente decidió destruirse a sí misma.

• Astronomía de rayos X
• Radioastronomía
• Astronomía ultravioleta

• Catálogo Sharpless 103
• "FUSE perfora el velo". Newswise . Consultado el 3 de diciembre de 2010 .
• El bucle de Cygnus en WikiSky : DSS2, SDSS, GALEX, IRAS, Hydrogen α, rayos X, astrofotografía, mapa del cielo, artículos e imágenes
• Imagen de Cygnus Loop de NOAO , una de las imágenes astronómicas más grandes jamás realizadas (universetoday.com).
• Cygnus Loop en luz ultravioleta
• El bucle a 1420 MHz Fuente