¡Grandes bolas de fuego! El telescopio espacial Hubble de la NASA ha detectado gotas de gas supercaliente, cada una dos veces más grande que el planeta Marte, que se expulsa cerca de una estrella moribunda. Las bolas de plasma se mueven tan rápido por el espacio que tomaría solo 30 minutosque viajen de la Tierra a la Luna. Este "fuego de cañón" estelar ha continuado una vez cada 8,5 años durante al menos los últimos 400 años, estiman los astrónomos.
Las bolas de fuego presentan un enigma para los astrónomos, porque el material expulsado no pudo haber sido disparado por la estrella anfitriona, llamada Hidra V. La estrella es un gigante rojo hinchado, que reside a 1.200 años luz de distancia, que probablemente ha arrojado al menosla mitad de su masa en el espacio durante su agonía. Los gigantes rojos son estrellas moribundas en las últimas etapas de la vida que están agotando el combustible nuclear que los hace brillar. Se han expandido en tamaño y están arrojando sus capas externas al espacio.
La mejor explicación actual sugiere que las bolas de plasma fueron lanzadas por una estrella compañera invisible. Según esta teoría, la compañera tendría que estar en una órbita elíptica que la lleva cerca de la atmósfera hinchada del gigante rojo cada 8,5 años.el compañero ingresa a la atmósfera exterior de la estrella hinchada, engulle material. Este material luego se deposita en un disco alrededor del compañero y sirve como plataforma de lanzamiento para las gotas de plasma, que viajan a aproximadamente medio millón de millas por hora.
Este sistema estelar podría ser el arquetipo para explicar una deslumbrante variedad de formas brillantes descubiertas por Hubble que se ven alrededor de estrellas moribundas, llamadas nebulosas planetarias, dicen los investigadores. Una nebulosa planetaria es una capa expansiva de gas brillante expulsado por una estrella al final de la etapaes la vida.
"Sabíamos que este objeto tenía un flujo de salida de alta velocidad de datos anteriores, pero esta es la primera vez que vemos este proceso en acción", dijo Raghvendra Sahai del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, autor principal del estudio"Sugerimos que estas gotas gaseosas producidas durante esta fase tardía de la vida de una estrella ayudan a que las estructuras se vean en las nebulosas planetarias".
Las observaciones del Hubble durante las últimas dos décadas han revelado una enorme complejidad y diversidad de estructura en las nebulosas planetarias. La alta resolución del telescopio capturó nudos de material en las brillantes nubes de gas que rodean las estrellas moribundas. Los astrónomos especularon que estos nudos eran en realidad chorros expulsados pordiscos de material alrededor de estrellas compañeras que no eran visibles en las imágenes del Hubble. La mayoría de las estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea, son miembros de sistemas binarios. Pero los detalles de cómo se produjeron estos aviones seguían siendo un misterio.
"Queremos identificar el proceso que causa estas asombrosas transformaciones de un gigante rojo hinchado a una hermosa y brillante nebulosa planetaria", dijo Sahai. "Estos cambios dramáticos ocurren en aproximadamente 200 a 1,000 años, que es el parpadeo deun ojo en el tiempo cósmico "
El equipo de Sahai usó el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble STIS para realizar observaciones de V Hydrae y su región circundante durante un período de 11 años, primero de 2002 a 2004 y luego de 2011 a 2013. La espectroscopía decodifica la luz de un objeto,revelando información sobre su velocidad, temperatura, ubicación y movimiento.
Los datos mostraron una cadena de monstruosas gotas supercalientes, cada una con una temperatura de más de 17,000 grados Fahrenheit 9,400 grados Celsius, casi el doble de caliente que la superficie del sol. Los investigadores compilaron un mapa detallado de las gotas'ubicaciones, lo que les permite rastrear los primeros grupos gigantes hasta 1986. "Las observaciones muestran que las gotas se mueven con el tiempo", dijo Sahai. "Los datos de STIS muestran gotas que acaban de ser expulsadas, gotas que se han alejado un poco más,y manchas que están incluso más lejos ". STIS detectó estructuras gigantes a una distancia de hasta 60 mil millones de millas 60 millones de kilómetros de V Hydrae, más de ocho veces más lejos que el Cinturón de Kuiper de escombros helados en el borde de nuestro solarel sistema es del sol
Las gotas se expanden y se enfrían a medida que se alejan, y luego no son detectables en luz visible. Pero las observaciones tomadas en longitudes de onda submilimétricas más largas en 2004, por el Submillimeter Array en Hawai, revelaron estructuras borrosas y nudosas que pueden serlas gotas se lanzaron hace 400 años, dijeron los investigadores.
Según las observaciones, Sahai y sus colegas Mark Morris de la Universidad de California, Los Ángeles, y Samantha Scibelli de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook desarrollaron un modelo de una estrella compañera con un disco de acreción para explicar la expulsiónproceso.
"Este modelo proporciona la explicación más plausible porque sabemos que los motores que producen chorros son discos de acreción", explicó Sahai. "Los gigantes rojos no tienen discos de acreción, pero muchos probablemente tienen estrellas compañeras, que presumiblemente tienen masas más bajasporque están evolucionando más lentamente. El modelo que proponemos puede ayudar a explicar la presencia de nebulosas planetarias bipolares, la presencia de estructuras con forma de chorro nudoso en muchos de estos objetos e incluso nebulosas planetarias multipolares. Creemos que este modelo tiene una aplicabilidad muy amplia."
Una sorpresa de la observación de STIS fue que el disco no dispara los grupos de monstruos exactamente en la misma dirección cada 8,5 años. La dirección se balancea ligeramente, de lado a lado hacia adelante y hacia atrás, debido a unposible oscilación en el disco de acreción ". Este descubrimiento fue bastante sorprendente, pero también es muy agradable porque ayudó a explicar algunas otras cosas misteriosas que otros habían observado sobre esta estrella", dijo Sahai.
Los astrónomos han notado que V Hydrae se oscurece cada 17 años, como si algo estuviera bloqueando su luz. Sahai y sus colegas sugieren que debido al vaivén de la dirección del chorro, las gotas alternan entre pasar detrás y adentrofrente a V Hydrae. Cuando una gota pasa frente a V Hydrae, protege al gigante rojo de la vista.
"Este motor de disco de acreción es muy estable porque ha sido capaz de lanzar estas estructuras durante cientos de años sin desmoronarse", dijo Sahai. "En muchos de estos sistemas, la atracción gravitacional puede hacer que el compañero realmente gire en espiral hacia elnúcleo de la estrella gigante roja. Sin embargo, eventualmente, la órbita del compañero de V Hydrae continuará decayendo porque está perdiendo energía en esta interacción de fricción. Sin embargo, no sabemos el destino final de este compañero ".
El equipo espera usar Hubble para realizar más observaciones del sistema V Hydrae, incluida la gota más reciente expulsada en 2011. Los astrónomos también planean usar la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA en Chile para estudiar las gotas lanzadas sobrelos últimos cientos de años que ahora son demasiado geniales para ser detectados con Hubble.
Los resultados del equipo aparecieron en la edición del 20 de agosto de 2016 de El diario astrofísico .
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. El Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial STScI en Baltimore, Maryland, conduce la ciencia del HubbleSTScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC
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Materiales proporcionado por NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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