28 de enero de 2008

Fenómeno en una nova explicado por el modo de anulación del interferómetro Keck

Imagen: Casey Reed

Los primeros resultados de un nuevo instrumento científico del Observatorio W. M. Keck ayudan a los científicos a entender la física de una nova recurrente, un tipo de sistema estelar cataclísmico. Los resultados están contradiciendo suposiciones establecidas por largo tiempo acerca de las poderosas explosiones denominadas novas y produjeron el primer modelo unificado para una nova recurrente próxima llamada RS Ophiuchi.

"Estábamos preparándonos para una rutina de ingeniería cuando de repente salió la nova. Es muy brillante y fácil de observar, por lo que aprovechamos la oportunidad y la convertimos en oro", dice Marc Kuchner, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA en Greenbelt, Md y miembro del equipo.

El "modo de anulación" del Interferómetro Keck es la parte de ese proyecto financiada por la NASA.

El interferómetro combina la luz de las estrellas usando dos telescopios de 10 metros. En este modo, el interferómetro suprime la cegadora luz de la estrella de modo que los investigadores pueden estudiar el ambiente circundante. El instrumento ayuda a los investigadores a observar objetos muy débiles cerca de fuentes luminosas y produce diez veces más poder de resolución de uno de los telescopios Keck trabajando solo. Es el único instrumento de su tipo en operación.

El modo de anulación se desarrolló para la búsqueda de polvo alrededor de estrellas cercanas, lo que hace de la búsqueda de planetas alrededor de esas estrellas algo más difícil. "Si el polvo está, sería fácil de detectar con Keck", explica la doctora Rachel L. Akeson, científica del proyecto del Interferómetro Keck en el Centro de Ciencia Michelson, en el Instituto Tecnológico de California, Caltech. "Pero la estrella es mucho más brillante, por lo cual hay que hacer algo para bloquear la luz, que es lo que la hace el anulador. Sin embargo, esta técnica resulta ser útil para muchas otras clases de objetos, incluida ésta, en donde el polvo está cerca de una estrella que se vuelve nova".

El anulador Keck Nuller estaba en pruebas el 12 de febrero de 2006, cuando una nova comenzó a brillar en la constelación Ophiuchus. El sistema, conocido como RS Ophiuchi, consiste en una enana blanca y una gigante roja. La gigante roja está derramando, gradualmente, sus capas gaseosas exteriores masivas, y la enana blanca está recibiendo gran parte de este viento, cuya masa va creciendo con el tiempo. A medida que la materia se acumula en la superficie de la enana blanca se llega finalmente a un punto crítico en que se enciende una explosión termonuclear que causa que el sistema aumente su brillo 600 veces. A RS Ophiuchi se la había visto aumentar su brillo en 1898, 1933, 1958, 1967, y 1985, por lo que los astrónomos esperaban, impacientemente, la erupción de 2006.

Sólo 3,8 días después que la nova se detectara, el grupo observó la explosión con el anulador del Keck. El equipo preparó el instrumento para cancelar la luz de la nova, lo que permitió al grupo ver el material mucho más débil que la rodeaba. Luego, el grupo ajustó el anulador para observar la zona muy brillante de la explosión.

La versatilidad del instrumento fue fundamental para el sorprendente descubrimiento. El anulador no vio polvo brillante en la zona, presumiblemente debido a que la onda de la explosión de la nova evaporó las partículas de polvo. Pero más lejos de la enana blanca, a distancias comenzando en alrededor de las 20 veces la distancia Tierra-Sol, el anulador registró la marca espectral del polvo de silicato. La onda de la explosión aún no había llegado a esta zona, por lo que el polvo debe provenir de antes de la fecha de la explosión.

"Esto va en contra de lo que esperábamos. Los astrónomos pensaban que las explosiones de novas realmente creaban el polvo", dice Richard Barry, del Goddard, autor principal del trabajo sobre las observaciones del Keck que se publicará en el Astrophysical Journal.

El equipo piensa que el polvo se crea a medida que la enana blanca surca a través del viento de la gigante roja, creando un patrón espiralado en las regiones de mayor densidad que recuerdan los brazos de una galaxia espiral. Dentro de estos brazos espirales, los átomos alcanzan temperaturas lo suficientemente bajas y densidades lo suficientemente altas como para permitir que los átomos se junten para formar partículas de polvo. La onda explosiva de la nova destruye el patrón en espiral de RS Ophiuchi, pero se vuelve a formar en los años siguientes, y futuras observaciones del Telescopio Espacial Spitzer podrán verlo.

La mayoría de los estudios de RS Ophiuchi se han basado en modelos espectroscópicos, pero estos métodos no han sido capaces de distinguir los distintos componentes de la nova con tanto detalle como el interferómetro. El anulador del Keck mide un componente del sistema RS Ophiuchi con una precisión de sólo 4 milésimas de segundo de arco, o aproximadamente el tamaño de una pelota de básket a 12.000 kilómetros. Las conclusiones llevaron a un nuevo modelo físico del sistema.

Barry es también coautor de un trabajo basado en observaciones de Spitzer de RS Ophiuchi. Este trabajo, que apareció en el número del 20 de diciembre de 2007 del Astrophysical Journal, informa de pruebas independientes de que el polvo de silicato es anterior a la explosión de 2006.

"Las observaciones de RS Ophiuchi son sólo una pequeña muestra del poder actual y del potencial que esperamos del anulador del Keck", dice el coautor William Danchi, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard, de la NASA. "Pero en última instancia, queremos poner en marcha un interferómetro de anulación en el espacio exterior, para realizar imágenes de planetas extrasolares. Estos resultados de Keck son una guía tecnológica y científica hacia ese futuro."

El trabajo "Milliarcsecond N-Band Observations of the Nova RS Ophiuchi: First Science with the Keck Interferometer Nuller" se publicará el 1 de mayo de 2008 en el Astrophysical Journal, con coautores del Centro de Vuelos Goddard,d el Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, del Centro de Ciencia Michelson , del Observatorio W.M. Keck y de la Universidad de Columbia.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.keckobservatory.org/