Pa 30, el remanente de la SN 1181: Gemini Norte descubre nudos en sus filamentos con forma de fuegos artificiales

Una estrella nueva en Casiopea

Entre el 4 y el 6 de agosto de 1181, los observadores advirtieron una estrella en Casiopea donde antes no brillaba ninguna. Siguió visible durante 185 días y la registran ocho textos distintos; como esos relatos independientes coinciden, sabemos con fiabilidad cuándo apareció y, aproximadamente, dónde.

La SN 1181 es una de las cinco únicas supernovas de la Vía Láctea bien documentadas anteriores a la invención del telescopio. Una explosión de esa magnitud debería dejar tras de sí una nube de restos en expansión, así que los astrónomos la buscaron. Durante mucho tiempo, el candidato favorito fue el remanente 3C 58, pero su edad estimada pone muy en duda la correspondencia. Así, la SN 1181 quedaba como la única supernova histórica de los últimos mil años sin un remanente confirmado.

La estrella que sobrevivió a su propia explosión

Pa 30 no se descubrió hasta 2013, y no lo descubrió un profesional. El astrónomo aficionado estadounidense Dana Patchick dio con la nebulosa mientras buscaba nebulosas planetarias en los datos infrarrojos del satélite WISE; era la trigésima que encontraba, y de ahí el número de su nombre.

En 2021, un equipo dirigido por Andreas Ritter relacionó Pa 30 con la SN 1181. Su gas se mueve a unos 1100 km/s y, a esa velocidad, la nube habría necesitado alrededor de mil años para alcanzar su tamaño actual. Además, su posición dista menos de 3,5 grados de la que indican los registros chinos y japoneses.

Lo que hace único a Pa 30 es su estrella central, IRAS 00500+6713. Tiene una temperatura superficial de unos 200.000 kelvin e impulsa un viento estelar de unos 16.000 km/s. Tanto la estrella como su nube parecen carecer de hidrógeno y de helio. Esa composición encaja con la fusión de dos enanas blancas, los núcleos densos que dejan tras de sí las estrellas parecidas al Sol. Una fusión así puede desencadenar una supernova de tipo Iax: una explosión ordinaria de tipo Ia destruye por completo la enana blanca que estalla, mientras que una de tipo Iax es más débil e incompleta, de modo que una estrella sobrevive. Pa 30 es el único remanente de tipo Iax conocido en la Vía Láctea.

Fuegos artificiales hechos de nudos

Las imágenes anteriores, tomadas en la emisión del azufre ionizado, mostraban una nube de unos 170 segundos de arco de diámetro (algo menos de tres minutos de arco, una décima parte del diámetro de la Luna llena), surcada por decenas de filamentos rectos que apuntan todos hacia la estrella central. Por ese patrón se compara Pa 30 con unos fuegos artificiales.

Las nuevas imágenes, analizadas por un equipo dirigido por Timothy Cunningham e Ilaria Caiazzo, proceden del espectrógrafo GMOS de Gemini Norte. En ellas, el número de filamentos es unas diez veces el que habían hallado los estudios anteriores, y se ve que los filamentos no son vetas lisas, sino hileras de pequeños nudos, como cuentas ensartadas en un hilo. Se calcula que un nudo típico mide unos 100.000 millones de kilómetros de diámetro, varios cientos de veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Las imágenes muestran además, por primera vez, que el tenue brillo del oxígeno procede de los mismos filamentos que emiten la luz del azufre.

Los nudos importan porque un flujo perfectamente uniforme seguiría siendo liso. Una cadena de nudos sugiere que el gas que rodeaba la estrella variaba en temperatura o en densidad, y que esas variaciones fragmentaron el material expulsado mientras fluía hacia el exterior. Cómo se formaron los filamentos sigue siendo objeto de debate; a partir de ahora, cualquier modelo tendrá que reproducir los nudos.

El equipo comprobó también que el centro geométrico de la nebulosa coincide con la estrella. Una explosión asimétrica habría desplazado del centro a la estrella superviviente; como sigue en medio, cualquier impulso lateral que recibiera no pudo imprimirle una velocidad superior a unos 100 km/s, lo que apunta a una explosión bastante simétrica.

Dónde está Pa 30 y por qué es un objetivo para la astrofotografía

Pa 30 se encuentra en Casiopea, en ascensión recta 0 h 53 min 11 s y declinación +67° 30′. Con esa declinación no se pone en ningún lugar situado al norte de unos 22,5° N, así que desde Europa y desde la mayor parte de América del Norte está siempre sobre el horizonte; alcanza su máxima altura hacia la medianoche a principios de octubre, en las primeras horas de la noche en noviembre y diciembre, y hacia el anochecer en enero. Al sur de unos 22,5° S no llega a salir nunca. Está a unos 7500 años luz (2,3 kilopársecs).

No parece haberse publicado ninguna magnitud visual de la nebulosa, y las imágenes detalladas de sus filamentos proceden de telescopios profesionales equipados con filtros de banda estrecha; las más recientes, de Gemini Norte. Es un objetivo para la fotografía de larga exposición en banda estrecha, no para la observación visual con un ocular.