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10/10/12 - DJ:

Astrónomos hallan una increíble estructura estelar

T.E.L: 4 min. 3 seg.

ALMA localiza una sorprendente estructura espiral alrededor de una estrella moribunda.

R Sculptoris


Utilizando el conjunto de telescopios ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) los astrónomos han descubierto una estructura espiral totalmente inesperada en el material que rodea a la vieja estrella R Sculptoris. Se trata de la primera vez que se encuentra este tipo de estructura, junto con la envoltura esférica, alrededor de una estrella gigante roja.
Probablemente, la extraña forma fue creada por una estrella compañera oculta que orbitara la estrella gigante roja. Este trabajo es uno de los primeros resultados científicos de ALMA que van a ser publicados y aparece en la revista Nature esta semana.

R Sculptoris (HIP 6759, V* R Scl) se encuentra en la Constelación del Escultor a unos 1.500 años luz de distancia de la Tierra (#1). Es una variable semi-regular (SRB) cuya magnitud oscila entre 9 y 12.9 en un período de 370 días, según AAVSO. Es visible en estos momentos, desde Buenos Aires, después de la puesta del Sol, hacia el Este y durante toda la noche.

Utilizando el conjunto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), el telescopio milimétrico/submilimétrico más potente del mundo, un equipo de astrónomos ha descubierto una sorprendente estructura espiral en el gas que rodea a la estrella gigante roja R Sculptoris. Esto significa que, probablemente, existiera una estrella compañera nunca vista orbitando a su alrededor. Los astrónomos se sorprendieron al descubrir que la gigante roja ha eyectado mucho más material del esperado.

“Ya habíamos visto antes envolturas alrededor de estrellas de este tipo, pero es la primera vez que vemos una espiral de material saliendo de una estrella junto con una envoltura,” afirma el primer autor del artículo que presenta los resultados, Matthias Maercker (ESO e Instituto Argelander de Astronomía, Universidad de Bonn, Alemania).

El telescopio espacial Hubble (NASA/ESA) ha observado una espiral similar, pero no su envoltura. Se trata de las observaciones de la estrella LL Pegasi. Pero, al contrario que en las nuevas observaciones de ALMA, estos datos no permitieron estudiar la estructura tridimensional completa. Las observaciones del Hubble detectaron el polvo y ALMA la emisión molecular. Las observaciones reportadas corresponden a la emisión del carbono, a 345 GHz.
Otro caso, algo similar, es la estrella TT Cygni, también conocida como AFGL 3068.

Debido a que expulsan grandes cantidades de material, las estrellas gigantes rojas como R Sculptoris aportan la mayor parte del polvo y gas que forman la materia prima para la formación de futuras generaciones de estrellas, sistemas planetarios y, posteriormente, para la vida.

"Cuando observamos la estrella con ALMA, aún no se habían instalado ni la mitad de las antenas. Es realmente emocionante imaginar qué podrá hacer el conjunto completo de ALMA una vez se termine de instalar en 2013," añade Wouter Vlemmings (Universidad Chalmers de Tecnología, Suecia), coautor del estudio.

En una fase tardía de su vida, las estrellas con masas superiores a ocho veces la del Sol se convierten en gigantes rojas y pierden una gran cantidad de su masa a través de un denso viento estelar. Durante esa fase, las estrellas también viven episodios periódicos de pulsos térmicos. Se trata de fases cortas de explosiones de helio quemándose en la envoltura que rodea el centro estelar. El pulso térmico lleva a la expulsión de material de la superficie de la estrella a un ritmo mucho mayor del habitual, lo que genera la formación de una gran envoltura de gas y polvo alrededor de la estrella. Tras este pulso, el ritmo de pérdida de masa de la estrella vuelve a sus valores normales.

Los pulsos térmicos tienen lugar aproximadamente cada 10.000 o cada 50.000 años, y duran sólo unos pocos cientos de años. Las nuevas observaciones de R Sculptoris muestran que sufrió un pulso térmico hace unos 1.800 años y que duró entorno a 200 años. Alrededor de 3x10-3 de masa estelar se eyectó a una velocidad de 14.3 km s-1. Eso es tres veces más masa devuelta al medio interestelar durante e inmediatamente después de un pulso que lo previamente pensado.
La estrella compañera dio forma de estructura espiral a los vientos R Sculptoris.

El astro en cuestión es un ejemplo de estrella de la rama asintótica gigante (AGB, Asymptotic Giant Branch) (#2). Se trata de estrellas con masas iniciales de entre 0,8 y 8 masas solares en las fases finales de sus vidas. Son gigantes frías y rojas con grandes pérdidas de masa en forma de fuertes vientos estelares, y son variables típicamente de periodos largos. Su estructura consiste en un corazón central tenue de carbono y oxígeno rodeado de un caparazón de helio e hidrógeno ardientes, y una enorme envoltura convectiva. Con el tiempo, el Sol se convertirá en una estrella AGB.

Con el fin de describir las estructuras observadas alrededor de R Sculptoris, el equipo de astrónomos ha diseñado simulaciones por ordenador para seguir la evolución de un sistema binario. Estos modelos (usaron una versión modificada de GADGET-2) encajan muy bien con las observaciones de ALMA.
El sistema modelado consiste en una estrella primaria AGB, con una pequeña estrella compañera, que atraviesa una fase de pulso térmico. La separación entre las estrellas utilizada en la simulación es de 60 unidades astronómicas con una masa total del sistema de dos masas solares. El periodo orbital es de 350 años.

“En un futuro próximo, las observaciones de estrellas como R Sculptoris con ALMA nos ayudarán a entender cómo los elementos de los que estamos compuestos están en lugares como la Tierra. También nos da pistas de cómo será el futuro lejano de nuestra propia estrella” concluye Matthias Maercker.

Las binarias ocultas también se han sugerido como explicación para las extrañas formas observadas en objetos relacionados, como las nebulosa planetarias. Tras la fase AGB, estrellas de baja masa o de masa intermedia (0,8–8 masas solares) terminarían sus vidas formando una nebulosa planetaria, es decir, los restos brillantes de la envoltura estelar de gas eyectado durante la fase AGB, ionizado por la radiación ultravioleta emitida por la estrella central. Muchas nebulosas planetarias tienen morfologías extremadamente complejas y variadas. Se ha sugerido que los mecanismos que producen tanta variedad de formas pueden ser estrellas binarias centrales, discos estelares y campos magnéticos.

Fuentes y links relacionados

Sobre las imágenes
  • Crédito de la imagen: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
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1 comentario:

  1. Quisiera saber la manera de enfocar desde stellarium la Estación Espacial Internacional.

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