30/Ene/08

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El telescopio Keck ayuda a encontrar una explicación a las novas recurrentes

Los primeros resultados de un nuevo instrumento científico en el Observatorio W. M. Keck están ayudando a los científicos a comprender la física detrás de las novas recurrentes, una especie de sistema estelar catastrófico.

Los resultados están anulando las suposiciones largo tiempo sostenidas sobre las poderosas explosiones denominadas novas y han producido el primer modelo unificado para una nova cercana llamada RS Ophiuchi.

"Nos estábamos preparando para un trabajo rutinario de ingeniería cuando de repente la nova estalló. Era muy brillante y fácil de observar, así que aprovechamos esa oportunidad y la convertimos en oro", dice Marc Kuchner, miembro del equipo del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

El modo "anulador" del Interferómetro Keck es parte del Interferómetro Keck financiado por la NASA, que combina la luz de las estrellas usando dos telescopios de 10 metros (33 pies). En este modo, el interferómetro suprime la cegadora luz de una estrella para que los investigadores puedan estudiar el entorno circundante. El instrumento ayuda a los investigadores a observar objetos muy apagados ubicados cerca de fuentes brillantes y produce diez veces más potencia de resolución que uno de los telescopios Keck trabajando solo. Es el único instrumento de su clase en operación.

El modo anulador fue desarrollado para buscar polvo alrededor de las estrellas cercanas, polvo que hacía más difícil encontrar a los planetas alrededor de estas estrellas. "Si el polvo estuviera solo, sería fácil de detectar con Keck", explica la Dra. Rachel L. Akeson, científico de proyecto del Interferómetro Keck en el Centro de Ciencia de Michelson en CalTech. "Pero la estrella es tan brillante que teníamos que hacer algo para bloquear la luz, que es lo que el anulador hace. Pero esta técnica resulta ser útil para muchas otras clases de objetos, incluyendo éste, donde el polvo está cerca de una estrella que se volvió una nova".

El Anulador Keck estaba en modo prueba el 12 de febrero de 2006 cuando estalló una nova en la constelación Ophiuchus. El sistema, conocido como RS Ophiuchi, consta de una enana blanca y una gigante roja. La gigante roja está emitiendo gradualmente sus enormes capas exteriores gaseosas, y la enana blanca recibe mucho de este viento, creciendo en masa con el tiempo. A medida que la materia aumenta sobre la superficie de la enana blanca, ésta al final llega a un punto crítico que desencadena una explosión termonuclear que produce que el sistema aumente su luminosidad 600 veces. RS Ophiuchi ya fue visto cuando saltaba su fusible en 1898, 1933, 1958, 1967 y 1985, de modo que los astrónomos esperaban ansiosos la erupción de 2006.

Apenas 3,8 días después de que la nova fuera detectada, el grupo observó la explosión con el Anulador Keck. El equipo configuró el instrumento para que anulara la luz de la nova, permitiendo que el grupo viera el material circundante, mucho más tenue. Después, el grupo ajustó el anulador para que observara la extremadamente brillante zona de explosión.

La versatilidad del instrumento fue clave para un descubrimiento sorprendente. El Anulador no vio ningún polvo en la zona brillante, presumiblemente porque la explosión de la nova evaporaba las partículas de polvo. Pero más lejos de la enana blanca, a una distancia que comenzaba más o menos a 20 veces la distancia Tierra-Sol, el Anulador grabó la señal espectral de polvo de silicato. La onda de la explosión no había llegado a esta zona todavía, de modo que el polvo debía haber precedido a la explosión.

"Esto se burla de lo que esperábamos. Previamente, los astrónomos habían pensado que en realidad las explosiones de las novas creaban polvo", dice Richard Barry de NASA Goddard, principal autor de un trabajo sobre las observaciones Keck que será publicado en la Astrophysical Journal. El equipo piensa que el polvo es creado mientras la enana blanca se abre camino a través del viento de la gigante roja, creando un patrón en molinete de regiones de más alta densidad, que evoca los brazos de la galaxia en espiral. Dentro de estos brazos en espiral, los átomos llegan a bajas temperaturas y altas densidades, lo suficiente para permitir que los átomos se mantengan juntos para formar partículas de polvo. La onda de la explosión de la nova ha destruido el patrón en molinete de RS Ophiuchi desde entonces, pero debería volver a formarse durante los siguientes años, y las observaciones futuras del Telescopio Espacial Spitzer podrían verlo.

La mayoría de los estudios de RS Ophiuchi han dependido de modelos espectroscópicos, pero esos métodos no han sido capaces de distinguir los varios componentes de la nova con tanto detalle como el interferómetro. El Anulador Keck midió un componente del sistema RS Ophiuchi con una exactitud de sólo 4 milisegundos de arco, o más o menos el tamaño de una pelota de básquetbol a 12.000 kilómetros. Los resultados condujeron a un nuevo modelo físico del sistema.

Barry es también co-autor de un trabajo basado en las observaciones Spitzer de RS Ophiuchi. Este trabajo, que apareció en el número del 20 de diciembre de 2007 de la Astrophysical Journal, informa sobre pruebas independientes del polvo de silicato precediendo a la explosión de 2006.

"Las observaciones de RS Ophiuchi son apenas una pequeña indicación del poder y potencial que esperamos del Anulador Keck", dice William Danchi (co-autor) de NASA Goddard. "Pero en última instancia queremos lanzar un interferómetro anulador al espacio para tomar imágenes de planetas extrasolares. Estos resultados de Keck son un explorador tecnológico y científico hacia ese futuro".

El trabajo, "Observaciones en Banda-N al milisegundo de arco de la Nova RS Ophiuchi: Primera ciencia con el Interferómetro Anulador Keck", será publicado en el número del 1 de mayo de la Astrophysical Journal, con co-autores de Goddard, del Laboratorio de Propulsión a Reacción, del Centro de Ciencias Michelson, del Observatorio W. M. Keck y de la Universidad de Columbia.

Las observaciones fueron dirigidas en el Observatorio W. M. Keck (www.keckobservatory.org) en Hawai, una organización sin fines de lucro 501 (c) (3). El Centro de Ciencias Michelson dirige las operaciones científicas del Interferómetro Keck para la Directiva de Misiones Científicas de la NASA desde sus oficinas en CalTech en coordinación con el Laboratorio de Propulsión a Reacción. El Observatorio W. M. Keck está dirigido por una junta de directores del Instituto de Tecnología de California y de la Universidad de California. Además, la NASA y la Fundación W. M. Keck tienen enlaces con la junta. La construcción de los telescopios gemelos Keck y las cúpulas fue posible con generosas subvenciones que totalizaron más de 140 millones de la Fundación W. M. Keck en Los Angeles. Para más información sobre el Interferómetro Anulador Keck, visite: aquí

Adelanto de la Astrophysical Journal en: "Observaciones en N-Band al milisegundo de arco de la Nova RS Ophiuchi: Primera ciencia con el Interferómetro Anulador Keck" [http://www.journals.uchicago.edu/doi/pdf/10.1086/529422]

Fuente: Observatorio W. M. Keck. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard y Eduardo J. Carletti