12 de marzo de 2014

El cacahuete cósmico hipergigante de HR 5171 A

En el universo hay estrellas gigantescas, estrellas cuyo tamaño se escapa a nuestra imaginación. Más que supergigantes. Las llamamos estrellas hipergigantes. Estrellas que cuando mueran no lo harán en forma de supernova, sino en una explosión mucho más violenta llamada hipernova.

Y esto os lo cuento porque utilizando el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, Olivier Chesneau del Observatoire de la Côte d’Azur (Niza, Francia) y un equipo internacional de colaboradores ha descubierto que la estrella amarilla hipergigante HR 5171 A (también es conocida como V766 Cen, HD 119796 y HIP 67261) es mucho mayor de lo esperado: 1300 veces el diámetro del Sol.

 
Imagen de amplio campo donde aparece la estrella HR 5171 A rodeada por un halo rojo. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2.

Ya se conocen estrellas de un tamaño comparable, pero lo que cataloga este hallazgo de descubrimiento es que nunca se había visto algo así en una estrella amarilla ya que tamaños comparables tan sólo se han observado en estrellas supergigantes rojas que alcanzan radios de 1000 a 1500 veces el del Sol. De hecho, el radio esperado de una amarilla supergigante era de entre 400 y 700 veces el de nuestra estrella. Por lo tanto, HR 5171 A se convierte en la estrella amarilla más grande conocida.

La estrella está muy alejada de nuestro planeta, a unos 12000 años luz en dirección a la constelación Centaurus, pero su brillo es alrededor de un millón de veces superior al del Sol, por lo que es posible verla a simple vista bajo unas buenas condiciones celestes. Pero unos prismáticos hacen el trabajo mucho más sencillo.

Mapa estelar de la constelación de Centaurus. La mayor parte de las estrellas pueden verse en un cielo oscuro a simple vista. La posición de la estrella amarilla hipergigante HR 5171 A está marcada dentro de un círculo rojo. Créditos: ESO, IAU and Sky & Telescope.

Las 10 más grandes

Por su tamaño, la estrella también ha entrado en la lista de las diez estrellas más grandes conocidas, encabezada por UY Scuti (1708 veces el radio del Sol), desbancando así del décimo lugar a PZ Cassiopeiae (1200 veces el radio del Sol). De acuerdo a su tamaño, la estrella HR 5171 A es un 50% más grande que la archiconocida supergigante roja Betelgeuse de la constelación de Orión.

Analizando los datos de variaciones de brillo proporcionados por otros observatorios, los astrónomos han confirmado que se trata de una estrella binaria eclipsante, siendo HR 5171 A orbitada cada 1300 días por su estrella compañera. “Las dos estrellas están tan cerca la una de la otra que se tocan y todo el sistema parece un cacahuete gigante”, comenta Chesneau.

Impresión artística de la estrella hipergigante amarilla HR 5171 A y su compañera. Créditos: ESO.

Este nuevo descubrimiento destaca lo importante que es estudiar estas enormes amarillas hipergigantes de corta vida, ya que esta información podría darnos una forma de comprender los procesos evolutivos de las estrellas masivas en general.

Chesneau concluye diciendo que “la acompañante que hemos encontrado es muy importante, ya que puede influir en el destino de HR 5171 A, por ejemplo, haciendo que expulse sus capas exteriores y modificando su evolución”.

Para calcular el tamaño de esta estrella, los astrónomos utilizaron una técnica llamada interferometría para combinar la luz recogida por múltiples telescopios individuales, recreando un telescopio gigante de más de 140 metros de diámetro. El resultado obtenido, y ante la posibilidad de haber caído en un error, llevó al equipo a investigar cuidadosamente antiguas observaciones de la estrella llevadas a cabo durante más de sesenta años para ver cómo se había comportado anteriormente.

Analizar el pasado

De estos datos tomados en el pasado destacan los datos espectrales utilizando el instrumento UCLES (University College London Echelle Spectrograph) en el telescopio Anglo-Australiano (North Ryde, Australia), así como los obtenidos con el instrumento PUCHEROS de la Pontificia Universidad Catótica de Chile (PUC) en el SAAO (South African Astronomical Observatory). Por último, se analizaron observaciones coronográficas con el instrumento del infrarrojo cercano NICI (Near-Infrared Coronagraphic Imager) instalado en el Gemini Observatory (Telescopio Sur, Cerro Pachón, Chile).

Vista del telescopio Gemini South situado en una elevación de 2737 metros en Cerro Pachón (Chile). Al fondo pueden apreciarse los Andes nevados. Créditos: Gemini Observatory.

El astrónomo aficionado Sebastián Otero también analizó esta estrella entre 2000 y 2013. Astrónomos profesionales han catalogado estos datos como "excelentes" ya que ilustran la calidad de observaciones llevadas a cabo por astrónomos aficionados.

Estrellas escasas

No son muy abundantes estas estrellas amarillas hipergigantes, de hecho, en nuestra galaxia se conocen del orden de doce. Destacan por su grandiosidad y brillo, pero se encuentran en una fase muy inestable de su existencia, sufriendo rápidos cambios. Esta inestabilidad hace que las estrellas expelan gases al exterior creando una gigantesca atmósfera alrededor suya.

Representación artística animada que muestra la estrella amarilla hipergigante HR 5171 A y a su compañera formando un sistema binario eclipsante. Créditos: ESO.

Se ha descubierto que la estrella HR 5171 A se está haciendo cada vez más grande en base a los datos obtenidos en los últimos 40 años. A medida que crece, su superficie se va enfriando y esta evolución se ha captado en pleno proceso, algo muy inusual debido a la lenta evolución de las estrellas. De hecho, muy pocas han sido las captadas en esta breve fase en la que pasan por fuertes cambios de temperatura a medida que evolucionan rápidamente.

Quiero terminar con una pequeña reflexión sobre el tamaño de la estrella: la distancia que nos separa del Sol es de 150 millones de Km. Si en el lugar del Sol fuese ocupado por HR 5171 A, su tamaño englobaría las órbitas de Mercurio, Venus, la Tierra, Marte y Júpiter, quedando su superficie a medio camino entre Júpiter y Saturno.
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo “The yellow hypergiant HR 5171 A: Resolving a massive interacting binary in the common envelope phase”, por Chesneau et al., y aparece en la revista Astronomy & Astrophysics.

El equipo está compuesto por O. Chesneau (Laboratoire Lagrange, Université Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur en Niza, Francia), A. Meilland (Lagrange), E. Chapellier (Lagrange), F. Millour (Lagrange), A.M. Van Genderen (Leiden Observatory en Holanda), Y. Nazé (Le Fonds de la Recherche Scientifique en Lieja, Bélgica), N. Smith (Steward Observatory en Tucson, Estados Unidos) A. Spang (Lagrange), J.V. Smoker (ESO en Santiago, Chile), L. Dessart (Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille en Francia), S. Kanaan (Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso en Chile), Ph. Bendjoya (Lagrange), M.W. Feast (South African Astronomical Observatory en Ciudad del Cabo, Sudáfrica), J.H. Groh (Geneva Observatory en Ginebra, Suiza), A. Lobel (Royal Observatory of Belgium en Bruselas, Bélgica), N. Nardetto (Lagrange), S. Otero (American Association of Variable Star Observers en Cambridge, Estados Unidos), R.D. Oudmaijer (School of Physics & Astronomy, University of Leeds, Reino Unido), A.G. Tekola (SAAO y Las Cumbres Observatory Global Telescope Network en Goleta, Estados Unidos), P.A. Whitelock (SAAO), C. Arcos (IFA), M. Curé (IFA) y L. Vanzi (Department of Electrical Engineering and Center of Astro Engineering, Pontificia Universidad Catolica en Santiago, Chile).
 Artículo científico: 

Referencias: 
ESO 

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