sábado, 10 de septiembre de 2016

La supernova que no lo era

A mediados de la década del 1800, los astrónomos que fotografiaban  el cielo nocturno en el hemisferio sur notaron algo extraño.

En el transcurso de unos pocos años, una estrella previamente discreta llamada Eta Carinae se hizo más y más brillante, eclipsando con el tiempo  a todas las demás, excepto estrellas como Sirius, antes de desaparecer de nuevo en la próxima década, llegando a ser demasiado tenue para ser vista a simple vista.

¿Qué había sucedido para provocar esta explosión?  Los astrónomos del siglo 19 eran testigos de un extraño tipo de supernova, una estrella que pone fin a su vida en una explosión cataclísmica?

"No del todo," dice Megan Kiminki, un estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona Departamento de Astronomía y Observatorio Steward. "Eta Carinae es lo que llamamos un impostor de supernova. La estrella se hizo muy brillante como lo hizo al volar una gran cantidad de material, pero todavía estaba allí."

De hecho, en la mitad del siglo 20 Eta Carinae comenzó a iluminar de nuevo.


Las secuelas de la "gran erupción" de mediados de la década de 1800, que ahora es fácilmente visible a través de un telescopio pequeño si le toca estar en el hemisferio sur, hizo a Eta Carinae una celebridad entre los objetos en el universo conocido por su extraña belleza. Una nube en forma de reloj de arena, ondulante de gas brillante y polvo envuelve a la estrella y su compañera. Conocida como la nebulosa Homúnculo, la nube se compone de material estelar lanzado al espacio durante la gran erupción a la deriva a  2 millones de millas por hora.

Analizando cuidadosamente las imágenes de Eta Carinae tomadas con el telescopio espacial Hubble de la NASA, Kiminki y su equipo se sorprendieron al descubrir que la gran erupción fue sólo el último de una serie de estallidos masivos lanzados por el sistema de la estrella desde el siglo 13. Publicado en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, el documento fue co-escrito por Nathan Smith, profesor asociado en el Departamento de Astronomía de la UA, y Megan Reiter, quien obtuvo su Ph.D. Del mismo departamento el año pasado y ahora es un compañero postdoctoral en la Universidad de Michigan.

La tasa de expansión del gas que estaba muy lejos de los homúnculo indicó que se movía lentamente y debe haber sido expulsado siglos antes de que el brillo observado del siglo 19. De hecho, los movimientos del punto material exterior a dos erupciones separados en los siglos de mediados16 y de los 13 .

Para los científicos que tratan de reconstruir lo que hace  los sistemas de estrellas como Eta Carinae, los resultados son como el cuerpo del delito estereotipado en una historia de detectives.

"Desde los primeros informes de su arrebato del siglo 19 hasta los datos más recientes obtenidos con capacidades avanzadas de los telescopios modernos, Eta Carinae nos sigue asombrando", dice Smith. "El problema no resuelto más importante siempre ha sido la causa subyacente de su erupción, y ahora nos encontramos con que había múltiples erupciones anteriores. Esto es un poco como la reconstrucción de la historia de la erupción de un volcán mediante el descubrimiento de antiguos flujos de lava."

A pesar de que los gases  brillan intensamente en la nebulosa Homúnculo e impiden que los astrónomos puedan conseguir una visión clara de lo que hay dentro, se han dado cuenta de que Eta Carinae es un sistema binario de dos estrellas muy masivas que orbitan entre sí cada 5,5 años. Ambos son mucho más grandes que nuestro sol y al menos uno de ellos está llegando al final de su vida útil.

"Estas son  estrellas muy grandes que aparecen muy volátiles, incluso cuando no están soplando nebulosas," dice Kiminki. "Ellos tienen un núcleo denso y sobres todo muy esponjosas. Si se podria sustituir el Sol por la mayor de las dos, que cuenta con unos 90-100 masas solares, podría muy bien extenderse a la órbita de Marte."

Debido a la nebulosa Homúnculo es un objeto tan icónica y visualmente impresionante, ha sido un objetivo popular de observaciones astronómicas. Un total de ocho imágenes, tomadas a lo largo de dos décadas con el Hubble, resultó ser un tesoro para Kiminki y sus co-autores.

El objetivo original del programa de observación del equipo fue medir movimientos propios de las estrellas y los chorros de protoestelares - corrientes rápidas de materia expulsada por las estrellas jóvenes durante la formación - en la nebulosa de Carina, pero los mismos datos también proporciona una poderosa manera de medir el movimiento de escombros expulsado por  Eta Carinae.

"Como yo estaba alineando las imágenes, me di cuenta de que  Eta Carinae  era más difícil de alinear", dice Kiminki. "Sólo podemos utilizar objetos como puntos de alineación que no se mueven, y pensé, 'Wow, una gran cantidad de este material se está moviendo." Y entonces decidimos tomar un vistazo más de cerca ".

Mediante la alineación de las imágenes de múltiples épocas de la nebulosa, el equipo fue capaz de seguir el movimiento de más de 800 burbujas de gas de Eta Carinae que había expulsado a través del tiempo y deriva una fecha de eyección probable para cada uno. Los análisis mostraron que la nebulosa Homúnculo y el brillo observado del siglo 19 sólo cuentan parte de la historia. La medición de la velocidad con la que las briznas de material eyectado se expanden hacia el espacio reveló que deben ser el resultado de dos erupciones aislados que se produjeron alrededor de 600 y 300 años antes de la gran erupción del siglo 19.

Además de tener un origen separado en el tiempo, el material más antiguo también mostró una geometría muy diferente del homúnculo, donde el material se expulsa hacia fuera de polos de la estrella y aparece simétrica alrededor de su eje de rotación.

"Hemos encontrado una de las erupciones anteriores fue igualmente simétrica, pero a un ángulo totalmente diferente del eje de la gran erupción", explica Kiminki. "Aún más sorprendente fue que la erupción más antigua era muy unilateral, lo que sugiere dos estrellas estaban involucrados, ya que sería muy poco probable que una estrella puedaa soplar el material fuera hacia un solo lado."

Aunque desconcertante, los resultados son un gran paso adelante para los astrónomos que tratan de entender las causas de los frecuentes estallidos.

"No se sabe muy bien lo que está pasando con Eta Carinae," dice Kiminki. "Pero sabiendo que Eta Carinae entró en erupción al menos tres veces nos dice que todo lo que hace que esas erupciones que haber un proceso recurrente, ya que no sería muy probable que cada erupción es causada por un mecanismo diferente."

"A pesar de que aún no hemos descubierto el mecanismo físico subyacente que causó la erupción del siglo 19, ahora sabemos que no es un evento de una sola vez", dice Smith. "Eso hace que sea más difícil de entender, pero también es una pieza crítica del rompecabezas de cómo las estrellas muy masivas  mueren. Las estrellas como Eta Carinae aparentemente se niegan a ir tranquilamente en la noche."

Las erupciones de Eta Carinae proporcionan una visión única de las últimas fases inestables de la vida de una estrella muy masiva. Los investigadores que estudian las supernovas han identificado una subclase de las explosiones de supernovas que aparecen a sufrir erupciones violentas, poco antes de que finalmente estallan. Smith señala que Eta Carinae podría ser el ejemplo más cercano de este.

Debido a que toma la luz 7.000 años para viajar de Eta Carinae a la Tierra, tanto que podría haber sucedido en el ínterin, dice Kiminki. "Eta Carinae podría haber sido supernova ahora, y no se sabría hasta 7.000 años a partir de ahora."http://spaceref.com/astronomy/the-supernova-that-wasnt.html

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