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Observatorios de la NASA logran ver como nunca antes a la súper estrella Eta Carinae

  • Eta Carinae, el sistema estelar más grande y luminoso, ubicado a 10.000 años luz de la Tierra, es conocido por su sorprendente comportamiento,  haciendo erupción en dos oportunidades durante el siglo XIX por razones que los científicos aún desconocen.

En un estudio a largo plazo, realizado por astrónomos del Centro Goddard para Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland, se utilizaron satélites de la NASA, telescopios colocados en tierra y modelos teóricos para producir la imagen más completa de Eta Carinae que se ha obtenido hasta la fecha. Los hallazgos incluyen imágenes (tomadas por el Telescopio Espacial Hubble) que muestran las capas de gas ionizado de una década de antigüedad, mientras se alejan de la estrella más grande a un millón de millas por hora, y nuevos modelos en 3 dimensiones que revelan características jamás vistas de la interacción de las estrellas.

“Estamos comenzando a comprender el estado actual y el complejo entorno de este extraordinario objeto, pero aún queda un largo camino por recorrer para explicar las pasadas erupciones de Eta Carinae o para predecir su comportamiento futuro”

Aseguró Ted Gull, un astrofísico del centro Goddard, quien coordina un grupo de investigadores que ha monitorizado la estrella durante más de una década.

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Foto de Eta Carinae, 150 años después de la última erupción. Fuente: NASA Hubble

Localizada a una distancia aproximada de 7.500 años luz en la sureña constelación de Carina, Eta Carinae está formada por dos enormes estrellas cuyas órbitas excéntricas las acercan de manera inusual cada 5,5 años (Ver video). Ambas producen escapes gaseosos potentes, llamados vientos estelares, que envuelven a las estrellas e impiden que se concreten los esfuerzos para medir directamente sus propiedades. Los astrónomos han establecido que la estrella primaria, más brillante y más fría, tiene aproximadamente 90 veces la masa del Sol y brilla alrededor de 5 millones de veces más que él. Mientras las propiedades de su compañera, más pequeña y más caliente, están en discusión, Gull y sus colegas consideran que la estrella tiene aproximadamente 30 masas solares y emite un millón de veces la luz que emite el Sol.

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Simulación de la interacción: Los puntos negros representan a ambas estrellas, mientras que los colores, la densidad de los vientos estelares (Amarillo: Más denso, Rojo: menos denso). Fuente: NASA’s Goddard Space Flight Center/T. Madura

En enero, una conferencia de prensa, en el congreso de la Sociedad Astronómica Estadounidense, que tuvo lugar en Seattle, los investigadores del centro Goddard debatieron sobre las observaciones recientes de Eta Carinae y cómo estas encajan con los conocimientos actuales que el grupo tiene del sistema.

En su máximo acercamiento, o periastro, las estrellas se encuentran ubicadas a una distancia aproximada de 225 millones de kilómetros entre sí, aproximadamente la distancia que hay entre Marte y el Sol. Los astrónomos observan cambios dramáticos en el sistema durante los meses previos y posteriores al periastro. Esto incluye destellos de rayos X, seguidos por una repentina disminución y una recuperación final de la emisión de rayos X, la desaparición y re-aparición de estructuras cerca de las estrellas detectadas a longitudes de onda de luz visible específicas, e incluso un juego de luz y sombra cuando la estrella más pequeña gira alrededor de la primaria.

Durante los últimos 11 años, y abarcando observaciones de tres pasajes por el periastro, el grupo del centro Goddard ha desarrollado un modelo basado en observaciones de rutina de las estrellas utilizando telescopios colocados en tierra y múltiples satélites de la NASA.

“Utilizamos observaciones pasadas con el fin de construir una simulación computarizada que nos ayudó a predecir lo que veríamos durante el próximo ciclo, y luego volvimos a incluir en el modelo las nuevas observaciones para perfeccionarlo”

Informó Thomas Madura, un miembro del Programa Posdoctoral de la NASA en el centro Goddard, quien también es un investigador teórico en el equipo de Eta Carinae.

De acuerdo con este modelo, la interacción de los dos vientos estelares es la causa de muchos de los cambios periódicos que se han observado en el sistema. Los vientos de cada una de las estrellas tienen propiedades marcadamente diferentes: son espesos y lentos, en el caso de la estrella primaria; y son tenues y veloces, en el caso de su compañera. El viento de la estrella primaria sopla a casi 1 millón de millas por hora y es especialmente denso; arrastra la masa equivalente a nuestro Sol cada mil años. En cambio, los vientos de su compañera arrastran aproximadamente 100 veces menos material que la estrella primaria, pero su velocidad es seis veces mayor.

Las simulaciones que hizo Madura, que se realizaron en la supercomputadora Pléyades del Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, con sede en Moffett Field, California, revelan la complejidad de la interacción con el viento. Cuando la estrella menor gira rápidamente alrededor de la primaria, sus vientos más fuertes moldean una cavidad en forma de espiral en el denso flujo de la estrella mayor. Para visualizar mejor esta interacción, Madura convirtió las simulaciones computarizadas en modelos digitales en 3 dimensiones y realizó versiones en material sólido utilizando una impresora 3D. Este proceso reveló largas protuberancias con forma de púas en el flujo de gas, a lo largo de los bordes de la cavidad, características que no habían sido observadas anteriormente.

“Creemos que estas estructuras son reales y que se forman como resultado de inestabilidad en el flujo en los meses donde se produce el máximo acercamiento” dijo Madura. “Quise hacer impresiones en 3 dimensiones de las simulaciones para visualizarlas mejor, y resultaron ser más exitosas que lo que había imaginado”.

Un artículo que muestra en detalle esta investigación ha sido remitido para su publicación al periódico Monthly Notices de la Sociedad Astronómica Real.

Para mas información: http://www.nasa.gov/content/goddard/nasa-observatories-take-an-unprecedented-look-into-superstar-eta-carinae

Esta publicación fue financiada por el Fondo ALMA-CONICYT, asignado al proyecto N° 31140016