23 de diciembre de 2008

Arrojando luz sobre Betelgeuse y VY Canis Majoris como futuras supernovas

Imagen: Gemini

Nathan Smith (Universidad de California, Berkeley), Ken Hinkle (NOAO) y Nils Ride (Observatorio Lund) han utilizado el espectrógrafo de infrarrojo cercano PHOENIX en el observatorio Gemini Sur para estudiar la geometría y la cinemática de las envolturas circumestelares activas de las estrellas supergigantes Betelgeuse y VY Canis Majoris. Estas dos estrellas están despojándose de enormes cantidades de masa en sus últimos estertores y pueden explotar como supernovas en cualquier momento.

Las estrellas con una masa inicial de entre 20 y 40 masas solares son importantes, porque su compleja evolución posterior a la secuencia principal está determinada por su pobremente entendida pérdida de masa. Las estrellas masivas se despojan de copiosas cantidades de masa antes de explotar como supernovas; a medida que la inestabilidad de sus capas interiores y exteriores aumenta, tales episodios de pérdida de masa se pueden volver extremadamente intensos en las fases finales.

El muestreo de las envolturas circumestelares observables alrededor de estrellas masivas cercanas puede ayudar a predecir qué tipo de supernova podemos esperar en la eventualidad que ellas exploten. Muchas de las propiedades observadas de las supernovas están determinadas por su ambiente ya que está siendo golpeado por la onda expansiva de la explosión. Entender la naturaleza de los progenitores de las supernovas es esencial para el estudio del colapso del núcleo de las supernovas en otras galaxias a grandes distancias.

Los autores presentan los resultados de su espectroscopía de rendijas múltiples de la rica envoltura de Betelgeuse y VY CMa, dos supergigantes rojas evolucionadas que están despojándose de copiosas cantidades de material.

Para Betelgeuse (a una distancia de alrededor de 200 parsecs, ~650 años luz), encontraron una envoltura abultada al medio más que esférica, del mapeo de la emisión de CO dentro de los 3 segundos de arco (100 a 1000 Unidades Astronómicas) de la estrella. La emisión de CO (a velocidades entre +5 y +35 km/seg) fue también detectada. El entorno de Betelgeuse aparece moldeado por un viento estelar estable y de flujo constante de aproximadamente 2 millonésimos de masa solar por año durante los pasados 300 años. Si Betelgeuse explotase ahora, podría producir una supernova luminosa de tipo II con una onda expansiva de alrededor de 15.000 km/s. Durante su fase más brillante, la onda podría atravesar la porción de la envoltura estudiada en este trabajo con PHOENIX.

En el caso de VY CMa (a una distancia de alrededor de 1,5 kiloparsecs, ó 4.900 años luz), que tiene una prodigiosa pérdida de masa, la emisión de CO es coincidente con la envoltura brillante de KI en su abultadamente asimétrica nebulosa de reflexión. Si la estrella explotase, podría ser diferente de Betelgeuse porque su actual pérdida de masa es 100 veces mayor que la de Betelgeuse; su envoltura tampoco es nada homogénea, resultante de las múltiples eyecciones de masa en los últimos 1000 años. Para un observador distante, la explosión de VY CMa podría aparecer como una perfecta supernova de tipo IIn con una onda de choque con una velocidad de unos pocos miles de kilómetros por segundo. Esta explosión podría ser moderadamente luminosa y de larga duración, con una interacción detectable con la envoltura que la rodea de cerca de una década después de la explosión.

El artículo científico sobre estos descubrimientos se publicará bajo el título "Red Supergiants as Potential Type IIn Supernova Progenitors: Spatially Resolved 4.6 micron CO Emission around VY CMa and Betelgeuse," por Nathan Smith, Kenneth H. Hinkle y Nils Ryde, en The Astronomical Journal, durante 2009, encontrándose en prensa.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.gemini.edu/