Nebulosa del Cangrejo 1

Nebulosa del Cangrejo

Nebulosa del Cangrejo.

Datos de observación:Época J2000.0|J2000.0

Ascensión recta 05h 34m 31,97s[1]

Declinación +22° 00′ 52,1″[1]

Distancia 6.300 al (1.930 pc[2])

Magnitud aparente (V) +8,4[3]

Tamaño aparente (V) 6 × 4 minutos de arco[3]

Constelación Tauro

Características físicas

Radio 3 al

Magnitud absoluta (V) -3,2[3]

Otras características Tiene un pulsar óptico

Otras designaciones M1,[1] NGC 1952,[1]SN 10541952,[1]Taurus A,[1]Taurus X-1[1]

La Nebulosa del Cangrejo (también conocida como M1, NGC 1952, Taurus A y Taurus X-1) es un resto desupernova de tipo plerión resultante de la explosión de una supernova en el año 1054 (SN 1054). La nebulosa fueobservada por vez primera en el año 1731 por John Bevis. Es el resto de una supernova que fue observada ydocumentada, como una estrella visible a la luz del día, por astrónomos chinos y árabes el 5 de julio del año 1054. Laexplosión se mantuvo visible durante 22 meses. Con este objeto, Charles Messier comenzó su catálogo de objetos nocometarios. Situado a una distancia de aproximadamente 6.300 años luz (1.930 pc[2]) de la Tierra, en la constelaciónde Tauro, la nebulosa tiene un diámetro de 6 años luz (1,84 pc) y su velocidad de expansión es de 1.500 km/s.El centro de la nebulosa contiene un púlsar, denominado PSR0531+121, que gira sobre sí mismo a 30 revolucionespor segundo, emitiendo también pulsos de radiación que van desde los rayos gamma a las ondas de radio. Eldescubrimiento de la nebulosa produjo la primera evidencia que concluye que las explosiones de supernovaproducen pulsares.La nebulosa sirve como una fuente de radiación útil para estudiar cuerpos celestes que la ocultan. En las décadas de1950 y 1960, la corona solar fue cartografiada gracias a la observación de las ondas de radio producidas por laNebulosa del Cangrejo que pasaban a través del Sol. Más recientemente, el espesor de la atmósfera de Titán, satélitede Saturno, fue medido conforme bloqueaba los rayos X producidos por la nebulosa.

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OrígenesLa Nebulosa del Cangrejo fue observada por primera vez en 1731 por John Bevis y redescubiertaindependientemente en 1758 por Charles Messier mientras observaba el paso de un cometa brillante. Messier lacatalogó como la primera entrada de su catálogo de objetos celestes no cometarios, llamado hoy en día CatálogoMessier. William Parsons, tercer conde de Rosse, observó la nebulosa en el Castillo de Birr en la década de 1840,refiriéndose al objeto como la Nebulosa del Cangrejo, dado que un dibujo que realizó de ésta se asemejaba a uncangrejo.[4]

Al inicio del siglo XX, el análisis de las primeras fotografías de la nebulosa tomadas durante el transcurso de variosaños revelaron que la nebulosa se expandía. Determinando el origen de la expansión se dedujo que la nebulosa sedebía haber formado unos 900 años atrás. Existen documentos históricos que revelan que una nueva estrellasuficientemente brillante como para ser visible a la luz del día fue observada en la misma región del cielo porastrónomos chinos y árabes en 1054.[5][6] Es posible que la "nueva estrella" brillante fuera observada por los anasaziy registrada en petroglifos.[7] Dada su gran distancia y su carácter efímero, esta "nueva estrella" observada porchinos y árabes sólo pudo haber sido una supernova, una enorme estrella en plena explosión, que una vez ha agotadosu fuente de energía por medio de fusión nuclear, se colapsa sobre sí misma.Análisis recientes de estos documentos históricos han encontrado que la supernova que creó la Nebulosa delCangrejo probablemente ocurrió en abril o principios de mayo de 1054, alcanzando su máximo brillo con unamagnitud aparente entre −7 y −4,5 en julio, siendo más brillante que cualquier otro objeto celeste en la nocheexceptuando la Luna. La supernova fue visible a simple vista aproximadamente durante dos años después de suprimera observación.[8] Gracias a las observaciones escritas de los astrónomos del Extremo Oriente y Oriente Medioen 1054, la Nebulosa del Cangrejo se convirtió en el primer objeto astronómico donde se pudo reconocer unarelación con una explosión de supernova.[6]

Características físicas

Púlsar de la Nebulosa del Cangrejo. Esta imagen combinainformación óptica del Telescopio espacial Hubble (en rojo) e

imágenes de rayos X del Observatorio de rayos X Chandra (en azul).

En luz visible, la Nebulosa del Cangrejo consiste deuna amplia masa de filamentos de forma ovalada, deaproximadamente 6 arcominutos de longitud y unaanchura de 4 arcominutos, rodeando una región centralde azul difuso (en comparación, la Luna llena cubre 30arcominutos). Los filamentos son los restos de laatmósfera de la estrella progenitora, y estánconstituidos principalmente de helio e hidrógenoionizado, junto con carbón, oxígeno, nitrógeno, hierro,neón y azufre. La temperatura de los filamentos estácomprendida entre los 11.000 y los 18.000 K, y sudensidad está en torno a las 1.300 partículas por cm³.[9]

En 1953, Iósif Shklovsky propuso la idea según la cualla región azul difusa está principalmente producida porradiación sincrotón, que es la radiaciónelectromagnética generada por los electrones que viajanen trayectorias curvilíneas a velocidades que alcanzanla mitad de la velocidad de la luz.[10] Tres años mástarde, la hipótesis fue confirmada por medio de

observaciones. En la década de 1960 se descubrió que la causa de las trayectorias curvilíneas de los electrones es elfuerte campo magnético producido por una estrella de neutrones ubicada en el centro de la nebulosa.[11]

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La Nebulosa del Cangrejo es un ejemplo típico de resto de supernova de tipo pleriónico. Un plerión se caracterizaporque su energía procede de la rotación del púlsar y no del material arrojado al medio interestelar durante laexplosión de la supernova.La Nebulosa del Cangrejo se expande a una velocidad de 1.500 km/s,[12] medida por el efecto Doppler del espectrode la nebulosa. Por otro lado, las imágenes tomadas con varios años de diferencia muestran la lenta expansiónangular aparente en el cielo. Comparando esta expansión angular con la velocidad de expansión determinada porespectroscopía (corrimiento al rojo) se pudo estimar la distancia de la nebulosa respecto el Sol, obteniendo unadistancia de aproximadamente 6.300 años luz, y un tamaño de alrededor de 11 años luz para la nebulosa.[2]

Rastreando el origen de la expansión consistentemente, y utilizando su velocidad como se observa hoy en día, esposible determinar la fecha de la formación de la nebulosa, es decir, la fecha de la explosión de la supernova.Haciendo este cálculo se obtiene una fecha que corresponde a varias décadas después del año 1054. Una explicaciónplausible de este desfase sería que la velocidad de expansión no ha sido uniforme, sino que se ha acelerado despuésde la explosión de la supernova.[13] Esta aceleración sería debida a la energía del púlsar que alimentaría el campomagnético de la nebulosa, la cual se expande y empuja a los filamentos de la nebulosa hacia el exterior.[14]

Los cálculos de la masa total de la nebulosa permiten estimar la masa de la estrella progenitora de la supernova. Lasestimaciones de la cantidad de materia contenida en los filamentos de la Nebulosa del Cangrejo varían entre una ycinco masas solares;[15] aunque otras estimaciones basadas en investigaciones del Púlsar del Cangrejo ofrecenvalores diferentes.

Estrella central

Esta secuencia de imágenes tomadas por el Telescopio espacialHubble muestra los cambios de la parte interior de la Nebulosa del

Cangrejo durante un periodo de cuatro meses. Créditos: NASA/ESA.

En el centro de la Nebulosa del Cangrejo se encuentranen apariencia dos estrellas poco brillantes, una de lascuales es la estrella responsable de la existencia de lanebulosa. Ésta se identificó en 1942, cuando RudolfMinkowski descubrió que su espectro óptico eraextremadamente inusual y no se parecía al de unaestrella normal.[16] En 1949, se descubrió que la regiónalrededor de la estrella era una gran fuente de ondas deradio[17] y en 1963 se descubrió que también lo era derayos X,[18] y fue identificado como uno de los objetoscelestes más brillantes en rayos gamma en 1967.[19]

Luego, en 1968, se descubrió que la estrella emitía suradiación en pulsos rápidos, convirtiéndose en uno delos primeros púlsares en ser identificado, y el primeroen estar asociado a un resto de supernova.

Los púlsares son fuentes de potentes radiaciones electromagnéticas emitidas en breves y constantes pulsos muchasveces por segundo. Fueron un gran misterio cuando se descubrieron en 1967, y el equipo que identificó el primeroconsideró la posibilidad de que podía ser una señal de una civilización avanzada.[20] No obstante, el descubrimientode una fuente de radio pulsante en el centro de la Nebulosa del Cangrejo fue una fuerte evidencia de que los púlsaresno eran señales de extraterrestres sino que se formaban a partir de explosiones de supernovas. Hoy en día se sabe queson estrellas de neutrones de rápida rotación cuyos potentes campos magnéticos concentran sus emisiones deradiación en rayos estrechos. El eje del campo magnético no está alineado con el de su rotación, la dirección del hazbarre el cielo siguiendo un círculo. Cuando, por azar la dirección de un haz cruza la de la Tierra, el pulso esobservado. Así, la frecuencia de los pulsos es una medida de velocidad de rotación de la estrella de neutrones.

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El púlsar del Cangrejo tiene un diámetro estimado comprendido entre 28 y 30 kilómetros;[21] emite pulsos deradiación cada 33 milisegundos.[22] Los pulsos son emitidos en longitudes de onda dentro del espectroelectromagnético, desde ondas de radio hasta rayos X. Como todos los púlsares aislados, la frecuencia de los pulsosdisminuye de forma regular muy ligeramente, indicando que el púlsar se desacelera gradualmente. Sin embargo,ocasionalmente, su periodo de rotación muestra cambios drásticos, llamados 'interferencias', que se cree que soncausados por repentinos reajustes en la estructura interna de la estrella de neutrones. La energía liberada a medidaque el púlsar se desacelera es enorme, y provoca la emisión de radiación sincrotrón de la Nebulosa del Cangrejo, lacual tiene una luminosidad total 75.000 veces mayor que la del Sol.[23]

La enorme energía emitida por el púlsar crea una región particularmente dinámica en el centro de la Nebulosa delCangrejo. Si bien la mayoría de los objetos astronómicos evolucionan tan lentamente que los cambios son visiblesúnicamente en escalas de tiempo de muchos años, las partes centrales de la Nebulosa del Cangrejo muestran cambiosen escalas de tiempo de apenas unos pocos días.[24] La parte más dinámica en la zona central de la nebulosa es elpunto donde el viento ecuatorial del púlsar choca contra la materia circundante de la nebulosa, formando una onda dechoque. La forma y la posición de esta zona cambia rápidamente, con el viento ecuatorial que se comporta como unaserie de remolinos que se acentúan, brillan y después se atenúan a medida que se alejan del púlsar muy lejos dentroel cuerpo principal de la nebulosa.

Estrella progenitora

La Nebulosa del Cangrejo vista en infrarrojo por el Telescopioespacial Spitzer.

La estrella que se convirtió en supernova y dio origen ala Nebulosa del Cangrejo mediante su explosión es lallamada estrella progenitora.

Los modelos teóricos de explosiones de supernovassugieren que la estrella progenitora que creo laNebulosa del Cangrejo debió haber tenido una masa deentre ocho y doce masas solares. Las estrellas con unamasa inferior a ocho masas solares son consideradasdemasiado ligeras como para producir explosiones desupernova, y finalizan su vida produciendo unanebulosa planetaria, mientras que aquellas mayores dedoce masas solares producen una nebulosa con unacomposición química distinta a la observada en el senode la Nebulosa del Cangrejo.[25]

Uno de los principales problemas provocados por elestudio de la Nebulosa del Cangrejo es que la masa

combinada de la nebulosa y el púlsar suman considerablemente menos que la masa estimada de la estrellaprogenitora, siendo una incógnita por resolver la diferencia entre estas dos masas.[15] Para estimar la masa de lanebulosa se mide la cantidad total de luz emitida, dada la temperatura y la densidad de la nebulosa, y se deduce lamasa requerida para emitir la luz observada. Las estimaciones oscilan entre 1 y 5 masas solares, siendo el valorgeneralmente aceptado de 2 ó 3 masas solares.[25] Se estima que la masa de la estrella de neutrones estaríacomprendida entre 1,4 y 2 masas solares.

La teoría predominante que trata de explicar la masa faltante de la nebulosa considera que una proporciónconsiderable de la masa de la estrella progenitora fue eyectada por un rápido viento estelar antes de la explosión desupernova, como es el caso de numerosas estrellas masivas como las estrellas de Wolf-Rayet. Sin embargo, unviento así habría creado un cascarón alrededor de la nebulosa. Aunque se han llevado a cabo varios intentos paraobservar el supuesto cascarón usando diferentes longitudes de onda, nadie ha logrado encontrarlo.[26]

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ObservacionalTauro se alza pronto en las noches del invierno boreal, con sus largas astas apuntando hacie el nordeste. La nebulosadel Cangrejo, se halla poco más de 1 grado al noroesta de Zeta Tauri, la estrella que marca la punta del cuernosudoriental. Este intrigante objeto, que ostenta el número uno del catálogo de Charles Messier, consiste en losresiduos gaseosos dejados por una explosión de supernova registrada por astrónomos chinos y japoneses en el año1054.Se trata de uno de los escasos remanentes de supernova que pueden detectarse con prismáticos, a condición de que elcielo esté lo bastante oscuro. Con unas dimensiones angular de tan sólo 6x4 minutos de arco, al observarla conprismáticos de 7x50 aparece como una estrella algodonosa, con más aumentos (prismáticos 20x50), aparece comoalgo más que eso, pero sin detalles, como poco más que una estrella engordada. Con telescopios de 100 mm a 200mm y aumentos medios se muestra como un óvalo difuso sin textura interna. Por desgracia, al incrementar losaumentos no mejoran los detalles. Sin embargo, con instrumentos mayores se percibe el carácter dentado del borde yaparecen filamentos en las regiones externas de la nebulosa. Las fotografías de larga exposición y las imágenesdigitales (CCD), muestran un objeto bello y atormentado, entrecruzado por bucles del gas arrastrado por las ondas dechoque generadas en la explosión de la supernova.En el corazón de la nebulosa del Cangrejo permanece el núcleo de la estrella que estalló, un cuerpo que rota a granvelocidad debido al impulso que recibió en la explosión que se observó en la Tierra. Pero con magnitud 16, sólopuede observarse con telescopios grandes. Este astro consiste casi por entero en neutrones comprimidos y posee undiámetro aproximado de 10 kilómetros. Más sorprendente aún es que la estrella de neutrones emite un destello deondas de radio concentradas en dirección a la Tierra con cada rotación, como un faro marítimo, 30 veces porsegundo. Este tipo de objeto se denomina púlsar.

Tránsito por los cuerpos del Sistema Solar

Imagen del Telescopio espacial Hubble de una pequeña región de laNebulosa del Cangrejo, que muestra su intrincada estructura de

filamentos. Créditos: NASA/ESA.

La Nebulosa del Cangrejo se encuentraaproximadamente a 1,5° de la eclíptica—el plano quecontiene la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Estosignifica que la Luna — y ocasionalmente, los planetas— pueden transitar u ocultar la nebulosa. Aunque elSol no transita la nebulosa, su corona pasa enfrente deésta. Estos tránsitos y ocultaciones pueden usarse paraanalizar tanto la nebulosa como el objeto que pasaenfrente de ella, observando cómo la radiación de lanebulosa es alterada por el cuerpo en tránsito.

Los tránsitos lunares se han usado para trazar un mapade las emisiones de rayos X de la nebulosa. Antes dellanzamiento de satélites dedicados a la observación derayos X, como el XMM-Newton o el Observatorio derayos X Chandra, los telescopios de observación enrayos X generalmente tenían muy poca resoluciónóptica. Inversamente, la posición de la Luna esconocida con mucha precisión. Así, cuando ésta pasaenfrente de la nebulosa, las variaciones en el brillo de lanebulosa pueden usarse para crear mapas de emisiones

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de rayos X.[27] Cuando los rayos X fueron observados por primera vez desde la nebulosa, una ocultación lunar fueusada para determinar la posición exacta de su origen.[18]

La corona solar pasa enfrente de la Nebulosa del Cangrejo cada mes de junio. Las variaciones en las ondas de radiorecibidas desde la Nebulosa del Cangrejo en ese momento pueden usarse para deducir detalles sobre la densidad yestructura de la corona. Las primeras observaciones establecieron que la corona se extendía a distancias más grandesde lo que se había pensado anteriormente; las observaciones posteriores descubrieron que la corona presentabavariaciones considerables de densidad.[28]

Muy raramente, Saturno transita la Nebulosa del Cangrejo. Su último tránsito, en 2003, fue el primero desde 1296;no ocurrirá otro hasta 2267. Los científicos usaron el Observatorio de rayos X Chandra para observar la luna deSaturno Titán durante su tránsito enfrente de la nebulosa, y descubrieron que la 'sombra' de rayos X de Titán eramayor que su superficie sólida, debido a la absorción de rayos X por su atmósfera. Estas observaciones pudieronestablecer que el grosor de la atmósfera de Titán es de 880 km.[29] El tránsito del planeta Saturno propiamente nopudo observarse, porque el telescopio Chandra estaba pasando a través de los cinturones de Van Allen en esemomento.

La Nebulosa del Cangrejo en la ficción

Compuesto de tres colores de la famosa Nebulosadel Cangrejo (también conocida como Messier 1),como se ha observado con el instrumento FORS2.

Cortesia: ESO.

La Nebulosa del Cangrejo aparece en sucesivas ocasiones en obras deficción. En particular, se pueden citar:• En la historia de ciencia ficción First Contact (Astounding, mayo de

1945) escrita por Murray Leinster, el primer encuentro entre unosterrícolas y una raza extraterrestre sucede en la Nebulosa delCangrejo.

• En el libro Dave Barry Slept Here: A Sort of History of the UnitedStates, la Nebulosa del Cangrejo es cedida por España a los EstadosUnidos, junto con Cuba, Puerto Rico, las Filipinas, Guam, la IslaWake, Australia, Snooze Island, la Antártida y Francia después desu derrota en la Guerra Hispano-Estadounidense por los BostonCeltics en la batalla de la colina de San Juan.

• En la serie Colony in Space de Doctor Who, el maestro revela que lacreación de la Nebulosa del Cangrejo es el resultado de la prueba dela Doomsday Weapon, una arma que puede proyectar antimateria avelocidades superluminales, por una Super Raza del planeta Exariux (o Uxarius).

• En la película Colega, ¿Dónde está mi coche? dos hombres del espacio exterior invitan a una secta obsesionadacon los extraterrestres a una fiesta en la Nebulosa del Cangrejo.

• La primera parte de la canción 'To the Quasar' de la banda holandesa Ayreon, en el álbum Universal Migrator Part2: Flight of the Migrator, está dedicada a éste objeto, más concretamente al púlsar central.

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Nebulosa del Cangrejo 8

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Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre la Nebulosa del CangrejoCommons.• Imágenes Celestes: M1, la Nebulosa del Cangrejo - Astroseti.org (http:/ / www. astroseti. org/ vernew.

php?codigo=1698)• La nebulosa del Cangrejo (http:/ / www. inaoep. mx/ ~rincon/ cangrejo. html) en las páginas del INAOE• Foto del Púlsar de la Nebulosa del Cangrejo - Astromia.com (http:/ / www. astromia. com/ fotouniverso/

pulsarcangrejo. htm)• Nebulosa del Cangrejo (http:/ / www. iac. es/ gabinete/ difus/ ruta/ foto8. htm) en el IAC• Vídeos Proyecto Celestia (http:/ / celestia. albacete. org/ celestia/ celestia/ videos. htm) Puedes contemplar un

vídeo del paso (simulado) a través de la nebulosa del Cangrejo (vídeo nº 19) y otro sobre el Púlsar del Cangrejo(vídeo nº 21).

• Imágenes de la Nebulosa del Cangrejo en ESA/Hubble (http:/ / www. spacetelescope. org/ images/ archive/freesearch/ crab+ nebula/ viewall/ 1)

• Nebulosa del Cangrejo - SEDS Messier (http:/ / www. seds. org/ messier/ m/ m001. html) (en inglés)• Imágenes de la Nebulosa del Cangrejo (http:/ / chandra. harvard. edu/ photo/ 0052/ ) del Observatorio de rayos X

Chandra• Página del Observatorio de rayos X Chandra sobre la nebulosa (http:/ / chandra. harvard. edu/ xray_sources/ crab/

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Fuentes y contribuyentes del artículo 9

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