L2 Puppis, que se encuentra a unos 200 años luz de distancia, es una de las estrellas gigantes rojas más cercanas a la Tierra de la que sabemos que está entrando en las fases finales de su vida. Las nuevas observaciones con el modo ZIMPOL del instrumento SPHERE fueron hechas en luz visible utilizando óptica adaptativa extrema, una técnica que corrige las imágenes en un grado mucho más alto que la óptica adaptativa estándar, permitiendo ver con gran detalle estructuras y objetos débiles cerca de fuentes luminosas de luz. Son los primeros resultados publicados de este modo y los más detallados sobre esta estrella.
ZIMPOL puede producir imágenes tres veces más nítidas que las del telescopio espacial Hubble de NASA/ESA, y las nuevas observaciones muestran, con muchísimo detalle, el polvo que rodea a L2 Puppis [1]. Esto confirma hallazgos previos, llevados a cabo con NACO, relacionados con cómo se ordena el polvo en un disco (el cual, desde la Tierra, se ve casi totalmente de canto), proporcionando una visión mucho más detallada. La información de la polarización obtenida con ZIMPOL también permitió al equipo construir un modelo tridimensional de las estructuras del polvo [2].
Los astrónomos descubrieron que el disco de polvo comienza a unos 900 millones de kilómetros de la estrella -un poco más que la distancia entre el Sol y Júpiter- y desvelaron que emite llamaradas hacia afuera, creando una forma simétrica similar a un embudo que rodea a la estrella. El equipo también observó una segunda fuente de luz a unos 300 millones de kilómetros -dos veces la distancia de la Tierra al Sol- de L2 Puppis. Es muy probable que esta estrella compañera, muy cercana, sea otra gigante roja de masa ligeramente inferior y menos evolucionada.
La combinación de una gran cantidad de polvo alrededor de una estrella que muere lentamente, junto con la presencia de una estrella compañera, nos dice que este es exactamente el tipo de sistema que se espera dé lugar a una nebulosa planetaria bipolar. Parece que son necesarios estos tres elementos, pero también es necesaria una cantidad considerable de buena suerte para que finalmente emerja una mariposa celeste de esta polvorienta crisálida.
El autor principal del artículo, Pierre Kervella, explica: "el origen de las nebulosas planetarias bipolares es uno de los grandes problemas clásicos de la astrofísica moderna, especialmente la cuestión de cómo, exactamente, las estrellas devuelven su valiosa carga de metales al espacio — un proceso muy importante, ya que este será el material utilizado posteriormente para producir las siguientes generaciones de sistemas planetarios."
Además del disco llameante de L2 Puppis, el equipo encontró dos conos de material, que emergen en perpendicular al disco. Lo importante es que, dentro de estos conos, encontraron dos largos penachos de material ligeramente curvados. De los puntos de origen de estos penachos, el equipo deduce que, probablemente, uno puede ser el producto de la interacción entre el material de L2 Puppis y los vientos y la presión de radiación de la estrella compañera, mientras que es probable que el otro haya surgido de una colisión entre los vientos estelares de las dos estrellas, o sea el resultado de un disco de acreción alrededor de la estrella compañera.
Aunque aún hay muchas cosas que debemos entender, hay dos teorías principales sobre las nebulosas planetarias bipolares, ambas basadas en la existencia de un sistema binario de estrellas [3]. Las nuevas observaciones indican que ambos procesos están teniendo lugar alrededor de L2 Puppis, haciendo que parezca muy probable que el par de estrellas acabe dando a luz, con el tiempo, a una mariposa.
Pierre Kervella concluye: "Dado que la estrella compañera que orbita a L2 Puppis lo hace cada pocos años, esperamos ver cómo la estrella acompañante da forma al disco de la gigante roja. Podremos seguir la evolución de las características del polvo que rodea a la estrella en tiempo real — una posibilidad única y extremadamente emocionante".
Notas
[1] La combinación SPHERE/ZIMPOL utiliza óptica adaptativa extrema para crear imágenes de difracción limitada, que se acercan mucho más que los instrumentos anteriores de óptica adaptativa al límite teórico del telescopio si no hubiera atmósfera. La óptica adaptativa extrema también permite ver objetos mucho más tenues muy cercanos a una estrella brillante. Estas imágenes también se toman en luz visible -longitudes de onda más cortas que el infrarrojo cercano, rango en el que se realizaron la mayor parte de las imágenes con óptica adaptativa hechas anteriormente. Estos dos factores dan como resultado imágenes mucho más nítidas que las anteriores hechas con el VLT. Incluso se ha logrado mayor resolución espacial con el VLTI, pero el interferómetro no crea imágenes directamente.
[2] El polvo del disco es muy eficiente dispersando la luz de las estrellas que vemos desde la Tierra y la polariza, una característica que el equipo podría utilizar para crear un mapa tridimensional de la envoltura utilizando datos de ZIMPOL y NACO y un modelo de disco basado en RADMC-3D, una herramienta de modelado de transferencia radiativa que utiliza un conjunto dado de parámetros para el polvo con el fin de simular fotones propagándose a través de él.
[3] La primera teoría es que el polvo producido por los vientos estelares de la estrella moribunda primaria queda confinado en una órbita en forma de anillo sobre la estrella, hecho que estaría producido por la influencia de los vientos estelares y la presión de radiación producidos por la estrella compañera. Entonces, cualquier pérdida adicional de masa de la estrella principal se canaliza, o colima, por este disco, forzando al material a moverse hacia el exterior en dos columnas opuestas perpendiculares al disco.
La segunda teoría sostiene que la mayoría del material expulsado por la estrella moribunda es acretado por su compañera cercana, que comienza a formar un disco de acreción y un par de potentes chorros. Cualquier material remanente es empujado lejos por los vientos estelares de las estrellas moribundas, formando una nube envolvente de gas y polvo, tal y como ocurriría normalmente en un sistema de una sola estrella. Al moverse con mucha más fuerza que los vientos estelares de la estrella moribunda, los chorros bipolares recién creados de la estrella compañera horadarán dos cavidades a través del polvo circundante, dando como resultado el aspecto característico de una nebulosa planetaria bipolar.http://www.eso.org/public/spain/news/eso1523/
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