8 de enero de 2007

Hacen mapa de la erupción masiva de una estrella hipergigante

Imagen: NASA/ESA/R. Humphreys (University of Minnesota)

Utilizando el telescopio espacial Hubble de la NASA y el Observatorio W.M. Keck de Hawai, un grupo de astrónomos, liderados por Roberta Humphreys, de la Universidad de Minnesota, Estados Unidos, han demostrado que el flujo gaseoso emanado por una de las más brillantes estrellas hipergigantes del cielo es más complejo que lo que se pensaba. Las erupciones de VY Canis Majoris, una estrella supergigante roja que, a su vez, es clasificada como hipergigante debido a su muy alta luminosidad, han formado bucles, arcos y nudos de material moviéndose a diferentes velocidades y direcciones. La estrella ha tenido muchas de estas erupciones a lo largo de los últimos 1000 años a medida que se acerca al final de su vida.

El grupo de astrónomos utilizó ambos observatorios para medir los movimientos del material eyectado y hacer un mapa de la distribución del polvo altamente polarizado, que refleja la luz en una orientación específica. La luz polarizada muestra cómo se distribuye el polvo. Los astrónomos combinaron la información obtenida con los telescopios Hubble y Keck para producir una imagen tridimensional de la materia emitida por VY Canis Majoris.

"Nosotros pensábamos que la pérdida de masa en las estrellas supergigantes rojas era un simple y esférico flujo emanado", menciona Humphreys. "VY Canis Majoris está eyectando grandes cantidades de gas a una tasa asombrosa y es, consecuentemente, una de las estrellas más importantes para comprender los episodios de grandes pérdidas de masa cerca del final de la evolución de las estrellas masivas. Durante las erupciones, la estrella pierde cerca de 10 veces más masa que a su tasa normal".

"Con estas observaciones, tenemos una imagen completa de los movimientos y direcciones del flujo, y su distribución espacial, la cual confirma su origen en erupciones en diferentes épocas y en diferentes regiones de la estrella".

Humphrey y sus colaboradores presentaron su descubrimiento el 8 de enero de 2007 en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle, Washington.

Los astrónomos han estudiado a VY Canis Majoris por más de un siglo. La estrella está localizada a 5000 años luz. Es unas 500.000 veces más brillantes y unas 30 o 40 veces más masiva que el Sol. Si el Sol fuera remplazado por VY Canis Majoris, su superficie se extendería hasta la órbita Saturno.

Imágenes obtenidas con la cámara planetaria de gran campo, WFPC2, del Hubble revelaron por primera vez la complejidad de las eyecciones de la estrella. Las primeras imágenes proveyeron evidencia que los arcos y nudos más brillantes fueron creados a través de varias erupciones. La orientación azarosa de los arcos, a su vez, sugirió que fueron producidos por erupciones localizadas en regiones activas de la superficie de la estrella.

Mediante la espectroscopia obtenida utilizando el telescopio Keck, Humphreys y su equipo aprendieron más acerca de la forma, movimiento y origen del flujo emanado por la estrella. Velocidades radiales, medidas a través de los espectros, mostraron que los arcos y nudos se alejan de la estrella. Además, mediante imágenes más recientes obtenidas con el Hubble, el grupo midió los movimientos de las eyecciones a través de la línea de la visual.

El equipo encontró que numerosos arcos, bucles y nudo se mueven a diferentes velocidades y en variadas direcciones, confirmando su origen en diferentes regiones de la superficie de la estrella.

Los astrónomos también utilizaron las mediciones para determinar cuándo ocurrieron las erupciones. El material más alejado fue eyectado hace unos 1000 años, mientras que un nudo, cercano a la estrella, fue eyectado hace tan solo 50 años.

Los arcos y nudos representan los flujos masivos de gas, probablemente eyectados desde grandes manchas estelares o células convectivas en la superficie de la estrella, en un proceso análogo a la actividad solar de manchas y prominencias asociadas con los campos magnéticos, pero a una escala muchísimo mayor. Los campos magnéticos fueron medidos en las eyecciones de VY Canis Mayoris y se corresponden con intensidades de campo comparables con las de los campos magnéticos del Sol. Estas mediciones muestran que los campos magnéticos de las estrellas supergigantes deberían proveer suficiente energía para producir estos flujos masivos.

Los astrónomos utilizaron las mediciones para hacer un mapa de las velocidades y direcciones del flujo respecto de la embebida estrella. Al ser combinados con la distribución del polvo, también determinaron las localizaciones de los arcos y nudos, obteniendo la forma tridimensional de VY Canis Majoris y sus eyecciones.

"Con estas observaciones, pudimos capturar una fase muy corta de la vida de una estrella masiva", dice Humphreys. "Las supergiganes rojas más luminosas podrían todas, eventualmente, experimentar episodios de grandes pérdidas de masa, como los de VY Canis Majoris, antes de terminar sus vidas".

La fase típica de supergigante roja dura aproximadamente 500.000 años. Una estrella masiva se convierte en supergigante roja cerca del final de su vida, al consumir todo su combustible hidrógeno disponible en su núcleo. Así, mientras su núcleo se contrae bajo la acción de la gravedad, las capas exteriores se expanden, la estrella se vuelve 100 veces más grande, y comienza a perder masa a una tasa mayor. VY Canis Majoris, probablemente, haya emitido ya aproximadamente la mitad de su masa y, eventualmente, explotará como supernova.

Más información en:
http://hubblesite.org/