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ANTARES EXPULSA PODEROSOS VIENTOS ESTELARES

Radiotelescopios detectan que la atmósfera de la estrella súpergigante Antares se extiende 2,5 veces su radio hacia el espacio circundante.

(6 Mayo de 2020 - ALMA/CA) Astrónomos de ALMA han creado un detallado el mapa de la atmósfera de la estrella supergigante roja Antares. La sensibilidad y resolución sin precedentes de los observatorios Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile y Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Fundation en New Mexico, Estados Unidos, revelaron el tamaño y la temperatura de la atmósfera de Antares desde la superficie de la estrella, la cromosfera, hasta la región del viento.

Imagen arriba: Ilustración artística de la estrella supergigante roja Antares. Crédito: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello.

Las estrellas supergigantes rojas, como Antares y su prima más conocida Betelgeuse, son estrellas enormes y relativamente frías que pasan por la etapa final de su existencia. Están en camino de quedarse sin combustible, colapsar y convertirse en supernovas. Actualmente lanzan elementos pesados al espacio con sus potentes vientos estelares, por lo que cumplen un papel importante al enriquecer el espacio interestelar con elementos y moléculas complejas. Pero es un misterio cómo se lanzan estos enormes vientos. Un estudio detallado de la atmósfera de Antares, la estrella supergigante más cercana a la Tierra, proporciona un paso crucial hacia una respuesta.

El mapa ALMA y VLA de Antares es el mapa de radio más detallado hasta ahora de cualquier estrella, que no sea el Sol. ALMA observó a Antares cerca de su superficie (su fotosfera óptica) en longitudes de onda más cortas, y las longitudes de onda más largas observadas por el VLA revelaron la atmósfera de la estrella más lejos. Como se ve en la luz visible, el diámetro de Antares es aproximadamente 700 veces más grande que el Sol. Pero cuando ALMA y el VLA revelaron su atmósfera a la luz de la radio, la supergigante resultó ser aún mayor.

"El tamaño de una estrella puede variar dramáticamente dependiendo de con qué longitud de onda de luz se observe", explicó Eamon O'Gorman, del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín en Irlanda y autor principal del estudio publicado en la edición del 16 de junio de la revista Astronomía y Astrofísica. "Las longitudes de onda más largas del VLA revelaron la atmósfera de la supergigante es casi 12 veces el radio de la estrella".

Los radiotelescopios midieron la temperatura de la mayor parte del gas y el plasma en la atmósfera de Antares. Lo más notable fue la temperatura en la cromosfera. Esta es la región sobre la superficie de la estrella que se calienta por los campos magnéticos y las ondas de choque creadas por la convección vigorosa en la superficie estelar, muy similar al movimiento burbujeante en una olla de agua hirviendo. No se sabe mucho sobre las cromosferas, y esta es la primera vez que se detecta esta región en ondas de radio.

Gracias a ALMA y el VLA, los científicos descubrieron que la cromosfera de la estrella se extiende hasta 2,5 veces el radio de la estrella (la cromosfera de nuestro Sol es solo 1/200 de su radio). También descubrieron que la temperatura de la cromosfera es más baja de lo que sugieren las observaciones ópticas y ultravioletas anteriores. La temperatura alcanza los 3.500 grados Celsius (6.400 grados Fahrenheit), después de lo cual disminuye gradualmente. A modo de comparación, la cromosfera del Sol alcanza temperaturas de casi 20.000 grados Celsius.

"Descubrimos que la cromosfera es "tibia" en lugar de caliente, en temperaturas estelares", dijo O'Gorman. "La diferencia puede explicarse porque nuestras mediciones de radio son un termómetro sensible para la mayor parte del gas y el plasma en la atmósfera de la estrella, mientras que las observaciones ópticas y ultravioletas pasadas solo fueron sensibles al gas y al plasma muy calientes".

En los datos de ALMA y VLA, los astrónomos vieron por primera vez una clara distinción entre la cromosfera y la región donde los vientos comienzan a formarse. En la imagen de VLA, se ve un gran viento, expulsado de Antares e iluminado por su estrella compañera más pequeña pero más caliente, Antares B.

El coautor Graham Harper de la Universidad de Colorado, Boulder, afirmó: "Conocer los tamaños y temperaturas reales de las zonas atmosféricas nos da una idea de cómo comienzan a formarse estos enormes vientos y cuánta masa se está expulsando".

Información Adicional Esta investigación fue presentada en un artículo titulado "ALMA y VLA revelan las cromosferas tibias de las supergigantes rojas cercanas Antares y Betelgeuse", por E. O’Gorman et al., Que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics.


Sistema triple:

DETECTAN AGUJERO NEGRO MÁS CERCANO

El objeto invisible tiene dos estrellas compañeras visibles a simple vista, está en la constelación de El Telescopio.

(6 Mayo de 2020 - ESO/CA) Un equipo de astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO) y de otras instituciones ha descubierto un agujero negro de masa estelar a solo 1.000 años luz de la Tierra. Es el agujero negro más cercano a nuestro Sistema Solar detectado y forma parte de un sistema triple cuyas estrellas se puede ver a simple vista. El equipo encontró evidencias de la presencia de este objeto invisible rastreando a sus dos estrellas compañeras con el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, instalado en el Observatorio La Silla de ESO, en Chile. Dicen que este sistema podría ser sólo la punta del iceberg, ya que, en el futuro, podrían descubrirse muchos más agujeros negros similares a este.

Imagen: Esta ilustración muestra las órbitas de los objetos del sistema triple HR 6819 de la constelación del Telescopio. Este sistema se compone de un sistema binario interno con una estrella (órbita en azul) y un agujero negro de masa estelar (órbita en rojo), y de otra estrella en una órbita más amplia (también en azul). Crédito: ESO/L. Calçada.

“Nos sorprendimos mucho cuando nos dimos cuenta de que se trata del primer sistema estelar con un agujero negro que se puede ver a simple vista”, afirma Petr Hadrava, científico emérito de la Academia de Ciencias de la República Checa, en Praga, y coautor de la investigación. Situado en la constelación de Telescopium, el sistema está tan cerca de nosotros que sus estrellas se pueden ver desde el hemisferio sur en una noche oscura y despejada sin prismáticos ni telescopio. “Este sistema contiene el agujero negro más cercano a la Tierra que conocemos”, confirma el científico de ESO Thomas Rivinius, quien dirigió el estudio publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

Al comienzo, el equipo estudiaba el sistema HR 6819 como parte de un estudio de sistemas de estrellas dobles. Sin embargo, al analizar sus observaciones, quedaron sorprendidos al descubrir un tercer cuerpo invisible, previamente desconocido: un agujero negro. Las observaciones con el espectrógrafo FEROS, instalado en el Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, en La Silla, mostraron que una de las dos estrellas visibles orbita alrededor de un objeto invisible cada 40 días, mientras que la segunda estrella está en órbita a una gran distancia de este par interior.

Tal y como cuenta Dietrich Baade, astrónomo emérito de ESO en Garching y coautor del estudio, “Las observaciones necesarias para determinar el período de 40 días tuvieron que extenderse durante varios meses. Esto fue posible gracias al esquema pionero del servicio de observación de ESO, en virtud del cual el personal de ESO hace observaciones en nombre de los científicos que las necesitan sin que estos estén presentes en el observatorio”.

El agujero negro oculto en HR 6819 es uno de los primeros agujeros negros de masa estelar descubierto que no interactúan violentamente con su entorno y, por lo tanto, parecen verdaderamente negros. Pese a ello, el equipo pudo detectar su presencia y calcular su masa estudiando la órbita de la estrella situada en el par interior. “Un objeto invisible con una masa de, al menos, 4 veces la del Sol, sólo puede ser un agujero negro”, concluye Rivinius, que trabaja en Chile.

Hasta la fecha, los astrónomos han detectado tan solo un par de docenas de agujeros negros en nuestra galaxia, y casi todos ellos interactúan con su entorno y dan a conocer su presencia mediante la liberación de potentes rayos X. Pero los científicos estiman que, a lo largo de la vida de la Vía Láctea, muchas más estrellas acabaron colapsando como agujeros negros al terminar sus vidas. El descubrimiento de un agujero negro silencioso e invisible en HR 6819 proporciona pistas sobre dónde podrían estar los numerosos agujeros negros ocultos en la Vía Láctea. “Debe haber cientos de millones de agujeros negros por ahí, pero conocemos muy pocos. Saber qué buscar debería facilitarnos la tarea de encontrarlos”, afirma Rivinius. Baade añade que encontrar un agujero negro en un sistema triple tan cercano indica que estamos viendo sólo “la punta de un emocionante iceberg”.

De hecho, los astrónomos creen que su descubrimiento ya podría arrojar algo de luz sobre un segundo sistema. “Nos dimos cuenta de que otro sistema, llamado LB-1, también puede ser triple, aunque necesitaríamos más observaciones para estar seguros”, confirma Marianne Heida, becaria postdoctoral de ESO y coautora del artículo. “LB-1 está un poco más lejos de la Tierra, pero todavía lo bastante cerca en términos astronómicos, lo cual significa que probablemente existen muchos más sistemas como este. Al encontrarlos y estudiarlos podemos aprender mucho sobre la formación y evolución de esas estrellas que comienzan sus vidas con más de 8 veces la masa del Sol y terminan en una explosión de supernova que deja tras de sí un agujero negro”.

Los descubrimientos de estos sistemas triples con un par interno de estrellas y una estrella alejada también podrían proporcionar pistas sobre las violentas fusiones cósmicas que liberan ondas gravitacionales lo suficientemente poderosas como para ser detectadas en la Tierra. Algunos astrónomos creen que las fusiones pueden ocurrir en sistemas con una configuración similar a HR 6819 o LB-1, pero donde el par interno se compone de dos agujeros negros o de un agujero negro y una estrella de neutrones. El objeto exterior distante podría influir gravitacionalmente en el par interno de manera que podría desencadenar una fusión y la liberación de ondas gravitacionales. Aunque HR 6819 y LB-1 solo tienen un agujero negro y no tienen estrellas de neutrones, estos sistemas podrían ayudar a los científicos a entender cómo pueden tener lugar colisiones estelares en sistemas triples de estrellas.

Imagen: La carta celeste muestra la ubicación del sistema triple HR 6819, que incluye el agujero negro más cercano a la Tierra, en la constelación de Telescopium. Este mapa muestra la mayoría de las estrellas visibles a simple vista en buenas condiciones y el sistema está marcado con un círculo rojo. Si bien el agujero negro es invisible, las dos estrellas en HR 6819 se pueden ver a simple vista desde el hemisferio sur en una noche oscura y clara, sin necesidad de binoculares ni telescopio. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope.

Información adicional: Este trabajo de investigación ha sido presentado en el artículo científico “A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary”, publicado hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

Artículo científico.


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