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El misterio de una joven estrella azul supermasiva casi ignorada

Título del artículo original: The nature of the Cygnus extreme B-supergiant 2MASS J20395358+4222505
Autores: A. HerreroS.R. BerlanasA. Gil de PazF. ComerónJ. PulsS. Ramírez AlegríaM. GarcíaD.J. LennonF. NajarroS. Simón-DíazM.A. UrbanejaJ. GallegoE. CarrascoJ. IglesiasR. CedazoM.L. García VargasA. Castillo-MoralesS. PascualN. CardielA. Pérez-CalpenaP. Gómez-AlvarezI. Martínez-Delgado
Institución del primer autor: Instituto de Astrofísica de Canarias, España.
Estado de la publicación: Aceptado para publicación en MNRAS, acceso abierto en arXiv.

A veces me asombro de las cosas que considero “comunes”. Jugar un juego de ajedrez con una persona al otro lado del mundo en tiempo real es “común”. Las estrellas del cielo son “comunes”. Vemos muchas, todas las noches, y no pensamos demasiado acerca de ellas. Una estrella es un objeto increíblemente grande, caliente y luminoso, pero rara vez trato de comprender su verdadera envergadura. El Sol es una estrella relativamente “común”, pero incluso la prominencia más minúscula en su superficie es más grande que Júpiter. Y aunque un objeto tan excepcional puede ser considerado común, la estrella que los autores de hoy estudian no es común en ningún sentido, ni siquiera para astrónomos.

Una estrella insólita

Las estrellas como el Sol son relativamente “comunes”, y las hay también más pequeñas y más grandes. Las más grandes son extraordinariamente raras: al nacer, por cada 500 estrellas “normales” hay una estrella de 8 masas solares o más. No sólo eso, las estrellas grandes son más difíciles de estudiar por otros motivos. Casi nunca están solas, sino que a menudo se encuentran en grupos de muchas estrellas y tienen una o más compañeras, quizás debido a su corta vida. Casi siempre se hallan envueltas en las nubes de gas y polvo donde nacen, obscurecidas, probablemente también debido a su corta vida. Algunas viven por decenas de millones de años, una duración escasa, en términos astronómicos. Recordemos que el Sol tiene 4.5 mil millones de años y vivirá unos 5 mil millones más.

Entre las estrellas masivas, las más grandes y luminosas de todas son las gigantes, y también incluso las hay hipergigantes. No confundirse con las gigantes rojas, estrellas viejas pasando por un período “normal” (la inocente palabrita vuelve a salir) de evolución estelar. El Sol, una estrella “común”, pasará por un período de gigante roja eventualmente. No, la estrella que estudian los autores no es una vieja gigante roja, es una joven y enorme gigante azul. El estudio de las estrellas masivas es importante para poder entender la evolución estelar, y además las estrellas masivas a menudo se convierten o son de los tipos más raros de todos, como estrellas Variables Luminosas Azules y estrellas tipo Wolf-Rayet. Éstas últimas son estrellas masivas ligeramente más viejas (¡recordando siempre que viven muy poco!), que han perdido sus capas superiores, altamente variables y con vientos estelares extremos.

Figura 1: La estrella que estudian los autores. Se ve muy roja en luz visible, cosa que aqueja a los autores y los instiga a investigar la estrella más minuciosamente. Crédito: Survey GALANTE, facilitado a sciencesprings.

Los autores revisitan una estrella conocida desde antes, 2MASS J20395358+4222505, una joven gigante azul que había sido catalogada anteriormente como tipo B0 I, una categoría de estrella gigante azul. La estrella se encuentra en la vecindad de un grupo estelar llamado Cyg OB2, en la constelación del Cisne. En estudios anteriores, se había medido el flujo de luz infrarroja desde la estrella, que resultó ser muy alto. La estrella de todos modos fue relativamente ignorada debido a su baja luminosidad visual. La conclusión anterior fue que era una estrella azul gigante y muy enrojecida por el polvo y gas circundante.

Los autores obtienen nuevos datos usando el instrumento MEGARA montado en el Gran Telescopio CANARIAS. Los nuevos datos les permitieron discernir propiedades importantes de la estrella 2MASS J20395358+4222505, que entre paréntesis jamás abrevian en su publicación. Para evitar que se me caigan las teclas del teclado de tanto copiar y pegar, bauticémosla André, la gigante azul.

Nuevos datos sobre André

Los nuevos datos que los autores obtuvieron les permitieron medir una serie de parámetros importantes acerca de André, la gigante azul. También utilizaron muchos datos archivados de otros telescopios y observatorios. Encontraron que André es una joven gigante azul en el borde de transformarse en una hipergigante. Probablemente llegará a ese punto en el futuro cercano, astronómicamente hablando. La distancia a André es difícil de estimar, y eso contribuye a una incerteza en las mediciones. De todos modos, descubrieron que la categoría que se le había dado a André anteriormente, B0 I, es probablemente una subestimación de su verdadero brillo, y proponen una nueva categoría de B1 IA, mucho más brillante de lo pensado anteriormente. André parece estar severamente obscurecida por gas y polvo en su entorno, lo que también la hace ver más roja de lo que realmente es. En la Figura 1, se puede ver que se ve roja a simple vista, pero probablemente es mucho más azulada.

Los autores estudiaron la variabilidad de André usando datos archivados de TESS y ASAS-SN, que podemos ver n la Figura 2.

Figura 2: Datos de ASAS-SN que muestran una variabilidad importante en la luminosidad de André. La variabilidad existe en períodos de días y también de años, y es mucho mayor que la variabilidad solar. En el eje X tenemos el tiempo en días desde un día específico donde ASAS-SN observó por primera vez. En el eje Y está el flujo de luz de André en miliJanskys. Crédito: figura 6 del artículo.

Los autores encuentran que la temperatura efectiva en la fotósfera de André es del orden de 24.000 grados Kelvin, muchísimo más alta que los casi 6.000 grados del Sol. El diámetro de André es ~40 veces mayor al diámetro del Sol, la masa es ~45 veces superior (verdaderamente inmensa), y el brillo es ~500.000 veces superior al Sol. Está de más decir que André es extremadamente más grande, más caliente, y más luminosa que el Sol. También hallaron que André tiene fuertes vientos estelares, y una composición química que casi apunta a la existencia de una estrella compañera, pero los autores no logran confirmar tal cosa, al menos no hasta tener datos aún mejores.

Estudiar estrellas como André nos ayudará a entender los fenómenos que ocurren al final de la vida de una estrella y más allá, como supernovas, estrellas de neutrones, agujeros negros y brotes de rayos gamma, entre otras cosas. La comunidad continuará la investigación de estos objetos extremadamente raros. Y quizás algún día los llegaremos a considerar “comunes”… ¡aunque no lo creo!

Acerca de Felipe Maldonado

Astrofísico graduado de Florida State University, Estados Unidos. Soy Chileno. Estoy interesado en la cosmología y difusión astronómica. Escribo para Astrobitos por que quiero desmitificar la astronomía y las ciencias exactas en general. Mi hobbies incluyen el cine, anime y Gunpla.

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