Una estrella que gira a gran velocidad, a punto de romperse

Si tu idea de diversión es la de girar montado en una atracción de feria, los astrónomos han encontrado una atracción estelar que te dejaría pegado al asiento. Una caliente estrella está girando sobre sí misma a una velocidad cercana a la de ruptura, según un nuevo estudio.
Vía Astroseti

Los astrónomos se preguntan si el material será eyectado de la estrella, llamada Alpha Arae.

"Alpha Arae está muy cerca de su velocidad de ruptura, y la materia puede escapar libremente de las regiones ecutariales, 'lanzada' por la fuerza centrífuga, como si estuviese en un alocado tiovivo", dice el investigador jefe Philippe Stee, del observatorio de la Costa Azul en Francia.

Localizada a 300 años luz de la Tierra, Alpha Arae es la estrella de tipo Be más cercana. Las estrellas Be son un tipo de estrellas que rotan muy rapidamente y son más luminosas, masivas y calientes que nuestro Sol. El 23 de agosto de 1866, el astrónomo italiano padre Angelo Secchi descubrió la primera estrella Be, Gamma Cassiopeiae. Desde entonces, las estrellas mareantes han seguido desconcertando a los astrónomos, sobre todo con un par de cuestiones sin resolver desde hace ya 140 años: ¿cómo se forma el anillo de gas que rodea las estrellas Be?, y ¿qué mantiene el disco de gas en movimiento?

Los resultados del nuevo estudio, que será publicado detalladamente en un próximo número de la revista Astronomy and Astrophysics, lleva a los astrónomos más cerca de la respuesta a estas preguntas.

La necesidad de velocidad

Mantener partículas de gas girando juntas en un disco implica altas velocidades.

"Para que el material esté en órbita formando un disco se necesita una gran transferencia de momento angular", dice Ken Gayley, investigador de la Universidad de Iowa, no implicado en el estudio. Una fuente de esta velocidad rotacional sería la estrella central rotatoria.

Stee y sus colegas estudiaron la estrella Be y su anillo de gas con el Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Sur Europeo en la cima de una montaña en Paranal, Chile. Miraron el anillo de Alpha Arae con un nivel de detalle equivalente a distinguir, desde la Tierra, las luces de un coche en la Luna.

Observaciones previas de Alpha Arae indicaron que la estrella, aunque rotando a gran velocidad, no rotaba con la suficiente rapidez como para proporcionar el momento angular requerido para mantener el disco. Una limitación consistía en determinar la inclinación de la estrella respecto del ángulo de visión desde la Tierra, un componente clave para determinar con precisión la velocidad de rotación.

"Es muy difícil saber si la estrella está rotando lentamente, ó si lo hace a gran velocidad pero estamos mirando hacia uno de los polos", explica Stee. Usando los datos recogidos en sus observaciones y un complicado modelo por ordenador, el equipo calculó la verdadera velocidad de rotación.

En su ecuador, la estrella está rotando a 470 kilómetros por segundo, casi la velocidad de ruptura para esta estrella, y suficiente para proporcionar el momento angular necesario para el disco.

En realidad esta rápida rotación podría expulsar algo de la materia de la estrella.

Todavía perplejos

Los astrónomos también aislaron regiones muy pequeñas del disco y estudiaron la velocidad de cada región usando el efecto Doppler, una compresión y expansión de las ondas electromagnéticas que altera su frecuencia, del mismo modo que pasa con las ondas sonoras cuando la sirena de una ambulancia nos parece sonar más aguda cuando la ambulancia se dirige rapidamente hacia nosotros y más grave cuando se aleja.

"Por ejemplo, si la materia fluye hacia tu dirección, la luz emitida se desplaza hacia longitudes de onda más pequeñas (como el azul) mientras que si se aleja, se desplaza a longitudes de onda más largas (como el rojo)", explica Stee. El equipo descubrió que la velocidad del disco de materia disminuye con la raíz cuadrada de la distancia a la estrella.

Aún así, los astrónomos están todavía perplejos respecto de los procesos físicos que crean el disco que rodea las estrellas Be.

Muchas estrellas e incluso algunos planetas están rodeados por un disco de gas. Los astrónomos han encontrado que estos discos se forman como resultado de la captura de material interestelar en la órbita de estos cuerpos celestes. Según la densidad del medio, el anillo de gas resultante puede ser muy denso o tenue. Para las estrellas Be, los discos son bastante densos.

"Tales discos densos generalmente sólo aparecen alrededor de estrellas que se forman en una región que ya tiene una gran densidad de gas, por lo que su medio ambiente es propicio para la formación de estos discos. Pero las estrellas Be han limpiado su entorno, por lo que se cree que el disco debe provenir de la propia estrella, lo cual es muy inusual", dice Gayley.

La alta tasa de giro en el ecuador puede producir la eyección de material de la estrella y ponerla en órbita como un disco.

"La rotación crítica puede ser la pista para el 'fenómeno Be' ya que estábamos subestimando la rotación estelar real medida por espectroscopía", dice Stee.

Impulsando la teoría

Muchos astrónomos han apoyado la teoría de que los discos de las estrellas Be procedían de sí mismas, pero no podían probar que la velocidad de rotación fuese lo suficientemente alta como para expulsar el material necesario. "Eso requiere que la estrella esté rotando 'criticamente', lo cual es el hallazgo crucial de la observación de Stee. Así que somos bastante optimistas respecto de que este artículo sea un primer paso en el proceso de confirmación de esa visión teórica", dice Gayley.

El problema ahora sería conseguir detallar el proceso de formación del disco.

"Todavía no sabemos si la materia alrededor de esta estrella ha sido puesta allí por la rotación casi crítica ó si lo hará de nuevo muy pronto", dice Stee. Y todavía no se sabe si la estrella eyecta material en una eyección masiva ó gradualmente con pérdida de materia persistente, según dice.



Enlace: http://space.com/scienceastronomy/060925_mm_star_spin.html