Rareza: una estrella supergigante tiene un espeso cinturón de polvo

Una nueva técnica de procesamiento de imagen en 3D revela el campo de velocidad de una estructura similar a las que poseen las estrellas muy jóvenes en una anciana estrella, próxima a su muerte

¿Cómo es posible que HD 62623, una estrella supergigante caliente a punto de morir, esté rodeada por un disco, de los que generalmente sólo están asociados a estrellas recién nacidas?

Utilizando interferometría estelar de base larga en el interferómetro del VLT de ESO, un equipo liderado por Florentin Millour del Observatoire de la Côte d’Azur y Anthony Meilland del Max Planck Institute for Radio Astronomy pudieron generar por primera vez una imagen tridimensional de alta resolución angular y espectral de esta estrella y sus alrededores.

La conclusión es que la clave de este misterio es una estrella compañera de masa solar. Para lograr su objetivo, los investigadores adaptaron una técnica de imágenes en radioastronomía que utiliza conjuntos de datos interferométricos.

HD 62623 es una exótica y caliente estrella supergigante. A diferencia de su bien conocida gemela, la brillante estrella Deneb en el triángulo de verano del hemisferio norte, y tambien de casi todas las estrellas con la misma clase espectral, esta estrella está rodeada por un entorno denso y complejo compuesto de plasma y polvo.

Las estrellas calientes son supergigantes muy brillantes, tan brillantes que empujan su fuerte viento con sus propios fotones. Normalmente, este viento impide que la materia se condense en forma de polvo junto a la estrella. Para comprender mejor los procesos de formación de polvo en el duro ambiente que rodea las estrellas, es muy conveniente separar la geometría del gas y el polvo que existe en los alrededores de la fuente central, y también acceder a la cinemática de ese entorno próximo.

«Gracias a nuestras observaciones interferométricas con [el instrumento] Amber pudimos sintetizar una imagen en 3D de HD 62623 como se vería con un virtual telescopio de 130 m de diámetro», dijo Florentin Millour, autor líder del estudio. «La resolución es un orden de magnitud mayor en comparación con los telescopios ópticos más grandes del mundo, de 8,10 m de diámetro.» El instrumento Amber está situado en el Interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLTI) de ESO en Chile. Los científicos han mejorado significativamente la calidad de la imagen adaptando el llamado método de «auto-calibración», que es bien conocido en la interferometría de radio. La imagen obtenida combina información espacial y de velocidad, mostrando no sólo la forma del entorno cercano de HD 62623, sino también su cinemática o movimiento. Hasta ahora, la información cinemática, necesaria para comprender totalmente el cuadro, faltaba en este tipo de imágenes.

Imágenes en 3D de HD 62623, obtenida con el VLTI (izquierda), en comparación con el modelo de un disco giratorio (derecha). En los cuadros, la cinemática del gas se muestra (la 3ra dimensión):de color azul si el gas se acerca al observador, mientras que el gas que se aleja del observador es de color rojo El tamaño interno del disco de gas, de aproximadamente 2 milisegundos de arco, corresponde a 1,3 unidades astronómicas (distancia Tierra-Sol), mientras que se ve en las imágenes que el exterior del anillo de polvo tiene un radio correspondiente a 4 unidades astronómicas, suponiendo 2.100 años luz como la distancia hasta HD 62623

«Nuestra nueva imagen en 3D localiza la región de formación de polvo alrededor de HD 62623 con mucha precisión, y proporciona evidencia de la rotación del gas alrededor de la estrella central», explica Anthony Meilland. «Encontramos que esta rotación es Kepleriana, el mismo modo en que los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol». La razón de este tipo de disco alrededor de HD 62623 podría ser una estrella compañera cercana, con aproximadamente la masa de nuestro Sol. Esta compañera, aunque no detectada directamente debido a que su brillo es miles de veces menor al de la estrella primaria, es señalado por una cavidad central entre el disco de gas y la estrella central. La presencia de la compañera podría explicar las características exóticas de HD 62623, exactamente igual que Eta Carinae, el monstruo entre las estrellas ancianas dentro de nuestra galaxia,.

La nueva técnica de imágenes 3D que se presenta en este trabajo es equivalente a la espectroscopia de campo integral, pero da acceso a una 15 veces más resolución angular y capacidad para detectar los detalles finos de las imágenes. «Con estas nuevas capacidades, el VLTI será capaz de proporcionar una mejor comprensión de los objetivos celestes demasiado pequeños como para ser resueltos por los telescopios más grandes», concluye Florentin Millour. «Podemos aspirar a ver recientes discos estelares o chorros, o incluso las regiones centrales de las galaxias activas.»

Cuatro cúpulas de los Telescopios Auxiliares de 1,8 m (AT), utilizado para el Interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLTI). ESO, Cerro Paranal, Chile. Imagen: F. Millour, OCA, Niza, Francia

El Interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLTI) utiliza telescopios ubicados en el sitio de la ESO en Paranal, ya sea los telescopios UT de 8,2 m o los AT de 1,8 m (Telescopios Auxiliares). Amber (Recombinador astronómico de haces múltiples) es uno de los instrumentos científicos del VLTI. Se trata de un combinador de haces de interferometría, sensible en el rango de longitud de onda del infrarrojo cercano (de 1 a 2,5 micras), construido en colaboración por los institutos de Grenoble (Laboratorio de Astrofísica de Grenoble), Niza (Laboratorio de Astrofísica Universitario de Niza y Observatorio de la Côte d’Azur), Florencia (Observatorio Astrofísico di Arcetri) y Bonn (Instituto Max Planck de Radioastronomía).

Publicación de origen: Imaging the spinning gas and dust in the disc around the supergiant A[e] star HD62623 , Florentin Millour, Anthony Meilland, Olivier Chesneau, Philippe Stee, Samer Kanaan, Romain Petrov, Denis Mourard, Stefan Kraus, 2011, Astronomy & Astrophysics, Vol. 526, A107. DOI: 10.1051/0004-6361/20101619. Ver también Imaging the spinning gas and dust in the disc around the supergiant A[e] star HD62623 , arXiv:1012.2957v1 [astro-ph.SR]).

Fuente: Inst. Max Plank de Radioastronomía. Aportado por Eduardo J. Carletti


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