Los remanentes de supernova (RSN), restos gaseosos de la explosión de una estrella (fenómeno comúnmente conocido como supernova - SN), se forman por la propagación de una onda de choque a través del medio interestelar circundante a donde se produjo dicha explosión.

 

A las SN se las puede clasificar en dos clases bien diferentes: las SN del tipo I y las SN del tipo II. Cada clase se caracteriza por su historia evolutiva y la masa inicial de la estrella que muere. Las del tipo I se originan por la explosión termonuclear de estrellas con unas pocas masas solares. En cambio las del tipo II, son el resultado del colapso gravitacional de estrellas masivas de varias masas solares. En estas explosiones, se pueden producir destellos de radiación intensísimos a lo largo de todo el espectro electromagnético, que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se caracterizan por un rápido aumento de la intensidad hasta alcanzar un máximo determinado, para luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta desaparecer completamente.

 

La onda de choque (o shock) que se propaga a gran velocidad a través del medio, barre y comprime el material interestelar circundante. Por esta razón, los RSN pueden tener una morfología que en general dependerá de las características del medio en el que se encontraba inmersa la estrella que finalmente muere. Si el medio en el que evoluciona es relativamente homogéneo la morfología del RSN será aproximadamente circular (o esférica en 3 dimensiones). En cambio, si el medio circundante es inhomogéneo (existen nubes atómicas o moleculares cercanas) su morfología será en general de forma irregular, con una infinidad de estructuras diferentes. En la Figura 1 podemos observar algunos tipos de RSN con diferente morfología. La imagen de la izquierda es típica de los RSN conocidos como del tipo "cáscara", los de la imagen central pertenecen a los conocidos como RSN de centro lleno (o del tipo Crab) y los de la imagen de la derecha son del tipo compuesto. O sea, con características de las dos primeras clases.

 

Los RSN aportan una importante fracción de energía mecánica que calienta, comprime y enriquece químicamente al medio interestelar. Es generalmente aceptado que son sitios de origen, aceleración y propagación de rayos cósmicos, o sea partículas cargadas con energías entre 10⁹ a 3×10¹⁵ eV. Por lo tanto, estos verdaderos laboratorios naturales pueden servir para investigar las propiedades globales de la galaxia, estudiar la física de partículas y también conocer las características del medio interestelar donde evolucionan.

 

El avance significativo de las capacidades observacionales de los telescopios de rayos-X de última generación, principalmente con respecto a la resolución espacial y espectral, tales como XMM-Newton y Chandra, han permitido realizar un importante progreso en la detección de nuevos y confirmados RSNs. En los últimos 4 años, integrantes del grupo de Astrofísica Relativista y Radioastronomía (GARRA) pertenecientes al Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) , junto con investigadores de la Universidad de Viedma liderado por el Dr. Juan Facundo Albacete Colombo y grupos de la Universidad de Jaén y la Universidad Complutense de Madrid, ha descubierto emisión de rayos-X en al menos cinco RSNs. Cuatro ya habían sido estudiados y clasificados en cierta categoría, gracias a sus propiedades observadas en la banda de radio. El restante fue primero descubierto a frecuencias de radio por nuestro grupo y luego detectado por XMM-Newton en la banda de los rayos-X. Los SNRs estudiados son: G337.2+0.1, G337.8-0.1 (Kes 41), G344.7-0.1, G304.6+0.1 (Kes 17) y G296.8-0.3. A continuación, describiré de manera muy sintética los resultados más importantes de los estudios llevados a cabo en cada uno de los RSN. Para finalmente resaltar las similitudes entre todos ellos.

 

El objeto G337.2+0.1 fue detectado en la banda de radio a 843 MHz por el Molonglo Observatory Synthesis Telescope (MOST - Whiteoak & Green 1996), y sugerido como RSN en base a sus propiedades estudiadas con la línea de 21 cm y el continuo de radio (Combi et al. 2005). Un año después fue detectado por XMM en la banda de los rayos-X. Teniendo en cuenta sus características en radio, como así también sus propiedades en rayos-X descubrimos que el objeto es un RSN del tipo "Crab", o sea, con emisión X originada por electrones relativistas que dan origen a una estructura conocida como "pulsar wind nebula" (PWN). Una especie de nebulosa de naturaleza no térmica producida por un púlsar (una estrella de neutrones en rotación). La Figura 2 muestra una imagen (en falso color) del RSNs en el rango de energía de rayos-X entre 0.5-10.0 keV. El objeto muestra emisión X difusa con un máximo en la región central que disminuye hacia el borde externo. El análisis espectral confirma que la densidad columnar es alta (N_H ~ 6 x 10²² cm^-2) y su espectro se ajusta a una ley de potencia con índice fotónico Γ = 1.

 

El RSN G337.8-0.1 fue detectado por XMM-Newton a fines de 2007. La excelente calidad de las observaciones permitió estudiar la morfología del objeto en diferentes rangos de energía, analizar sus propiedades espectrales y su posible comportamiento variable. La Figura 3 muestra una imagen (en falso color) del objeto en el rango de energía de rayos-X entre 0.5-10.0 keV, con los contornos de radio en color verde superpuestos. Como puede observarse la emisión-X es difusa con estructura de centro lleno y ausencia de objeto compacto en su interior.

 

La Figura 4 muestra al RSN en 4 rangos de energía diferentes. Como puede verse la emisión más intensa se encuentra entre 2 y 4 keV. Una región de los rayos-X conocida como "media". El análisis espectral muestra que la densidad de la columna de hidrógeno es alta (N_H > 6.9 × 10²² cm^-2) lo cual confirma que el objeto se encuentra a gran distancia del sol, posiblemente más allá de los 7 kpc. Además el espectro de rayos-X exhibe líneas de emisión, indicando que la emisión de rayos-X es de origen térmico. Este espectro se ajusta a un modelo en el cual el plasma no se encuentra en equilibrio de ionización. Teniendo en cuenta las características en rayos-X y sus parámetros físicos en la banda de radio, hemos concluido que el objeto pertenece a la clase de RSN con morfología mixta (conocidos como MM). O sea, RSNs que tienen emisión de radio en los bordes (o sea, las regiones externas) y presentan emisión de rayos-X con centro lleno.

 

El RSN G344.7-0.1 fue descubierto por Caswell et al. (1975) a 408 MHz y 5000 MHz usando los radiotelescopios MOST y Parkes, respectivamente. Observaciones de radio de alta resolución espacial (Dubner et al. 1993) permitieron clasificar al objeto como posible RSN del tipo compuesto. Estas observaciones revelaron que el RSN tiene una clara morfología asimétrica y pertenecería a los RSN del tipo capa (o shell). Su emisión de radio es de origen no térmico y la distancia es aún incierta. Usando base de datos obtenidos con los telescopios de rayos-X XMM-Newton y Chandra, y el telescopio Spitzer que opera en el rango del infrarrojo, hemos detectado y estudiado en detalle la emisión infrarroja y de rayos-X en G344.7-0.1. Además, hemos descubierto que en el centro geométrico de su radio estructura existe un objeto compacto, el cual fue estudiado en detalle. Este objeto tiene todas las características típicas de los objetos llamados Objetos Compactos Centrales (Compact Central Objects -CCO). La Figura 5 muestra 3 imágenes Chandra del RSN en 3 bandas de energía. Es importante notar en la primera imagen como se resalta la presencia del objeto central.

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