ESO/P. Kervella

Utilizando el instrumento VISIR montado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de la organización Observatorio Europeo Austral, ESO, los astrónomos han obtenido imágenes con el mayor detalle logrado hasta ahora de una nebulosa compleja y brillante alrededor de la estrella supergigante Betelgeuse. Esta estructura se asemeja a llamas emitidas por la estrella y se forman cuando el material proveniente de la gigantesca estrella es lanzado al espacio.

Betelgeuse, una supergigante roja en la constelación de Orión, es una de las estrellas más brillantes del cielo nocturno. También es una de las más grandes, siendo del tamaño de la órbita de Júpiter – cerca de cuatro veces y media el diámetro de la órbita de la Tierra. La imagen del VLT muestra la nebulosa alrededor de la estrella, que es mucho más grande que la propia estrella, que se extiende más allá de 60 mil millones de kilómetros de la superficie de la estrella – aproximadamente 400 veces la distancia de la Tierra al Sol.
Las estrellas supergigantes rojas como Betelgeuse representan una de las últimas etapas de la vida de una estrella masiva. Durante esta fase, de corta duración, la estrella aumenta su tamaño y expulsa sus capas exteriores hacia el espacio a una velocidad prodigiosa – expulsa grandes cantidades de material (que corresponde aproximadamente a la masa del Sol)  en sólo 10.000 años.

El proceso por el cual el material es expulsado de una estrella como Betelgeuse involucra dos fenómenos distintos. La primera corresponde a la formación de enormes penachos de gas (aunque mucho más pequeños que la nebulosa que vemos en esta imagen) que se extienden en el espacio desde la superficie de la estrella. Estos penachos se detectaron por primera vez con el instrumento NACO en el VLT. El otro, que es el que provoca la expulsión de los penachos, es el vigoroso movimiento, ascendente y descendente, de burbujas gigantes presentes en la atmósfera de Betelgeuse – al igual que el agua hirviendo circulando en una olla.

El nuevo resultado muestra que los penachos observados cerca de la estrella están probablemente conectados con estructuras externas de la nebulosa que se ve en esta imagen infrarroja de VISIR. La nebulosa no se observa en el visible, ya que Betelgeuse es tan brillante que la eclipsa por completo. La forma irregular y asimétrica de la materia indica que la estrella no ha eyectado el material en forma simétrica. Las burbujas de material estelar y los grandes penachos que ellas originan puede ser responsable del aspecto nudoso de la nebulosa.

El material visible en esta nueva imagen es más probable que esté compuesto por polvo de silicato y aluminio. Éste es el mismo material que forma la mayor parte de la corteza de la Tierra y otros planetas rocosos. En algún momento en el pasado distante, los silicatos de la Tierra se formaron por una estrella masiva (ahora difunta), similar a Betelgeuse.

En esta imagen compuesta, las observaciones anteriores de los penachos obtenidas por NACO aparecen en el disco central. El pequeño círculo rojo en el centro tiene un diámetro de cerca de cuatro veces y media la órbita de la Tierra y representa la posición de la superficie visible de Betelgeuse. El disco negro se corresponde con la imagen extremadamente brillante que tuvo que ser cubierta de manera que la nebulosa débil se pueda observar. En las imágenes obtenidas con VISIR se usaron filtros sensibles a la radiación infrarroja en longitudes de onda diferentes. El color azul corresponde a las longitudes de onda más cortas, mientras que el rojo a las más largas. El tamaño del campo de visión es 5,63 x 5,63 segundos de arco.

Este trabajo será publicado en un artículo científico en la revista especializada Astronomy & Astrophysics.

El equipo está composto por P. Kervella (Observatoire de Paris, Francia), G. Perrin (Observatoire de Paris), A. Chiavassa (Université Libre de Bruxelles, Bélgica), S. T. Ridgway (National Optical Astronomy Observatories, Tucson, Estados Unidos), J. Cami (University of Western Ontario, Canadá; SETI Institute, Mountain View, Estados Unidos), X. Haubois (Universidade de São Paulo, Brasil) e T. Verhoelst (Instituut voor Sterrenkunde, Leuven, Holanda).

Más información en:

http://www.eso.org/public/news/eso1121/

ESO and P. Kervella

Usando diferentes técnicas de vanguardia con el Telescopio Muy Grande, VLT,  de la organización Observatorio Europeo Austral, ESO, dos equipos independientes de astrónomos han obtenido las vistas más nítidas de la estrella supergigante Betelgeuse. Ellas muestran que la estrella tiene un penacho de gas casi tan grande como el Sistema Solar y una gigantesca burbuja hirviendo sobre su superficie. Esos descubrimientos proveen importantes conclusiones para ayudar a explicar cómo esos mamuts expulsan material a enorme velocidad.

Betelgeuse – la segunda estrella más brillante de la constelación de Orión (el Cazador) – es una supergigante roja, una de las más grandes estrellas conocidas, y casi 1000 veces más grande que el Sol. Es también una de las estrellas más luminosas conocidas, emitiendo más luz que 100.000 veces la del Sol. Tales propiedades extremas presagian la muerte de una reina estelar de corta vida. Con una edad de sólo unos pocos millones de años, Betelgeuse se está acercando al final de su vida y está destinada a explotar como una supernova. Cuando esto pase, la supernova podrá ser vista fácilmente desde la Tierra, aun en plena luz del día.

Las supergigantes rojas aún sostienen varios misterios sin resolver. Uno de ellos es, justamente, cómo esos monstruos expulsan tremenda cantidad de material – cerca de una masa solar – en sólo 10.000 años. Dos equipos de astrónomos han usado el telescopio VLT de ESO y las más avanzadas tecnologías para tomar una vista cercana de la gigante estrella. Sus trabajos combinados sugieren que una respuesta a la cuestión de la gran cantidad de masa perdida puede estar al alcance de la mano.

El primer equipo usó el instrumento de óptica adaptativa, NACO,  combinado con la técnica llamada “lucky imaging” (imagen afortunada), para obtener la visión más nítida de Betelgeuse, aún con la distorsión provocada por la turbulenta atmósfera terrestre. Con “lucky imaging”, sólo se eligen las exposiciones más nítidas, que luego se combinan para formar una imagen mucho más nítida que la que una exposición simple y más larga podría obtener.

Las imágenes que resultaron de NACO casi alcanzaron el límite teórico de nitidez atribuible a un telescopio de 8 metros. La resolución alcanza las 37 milésimas de segundo de arco, lo cual es aproximadamente el tamaño de una pelota de tenis en la Estación Espacial Internacional (EEI), vista desde el suelo.

“Gracias a esas destacadas imágenes, detectamos un gran penacho de gas extendiéndose en el espacio desde la superficie de Betelgeuse,” dice Pierre Kervella del Observatorio de París, quien lideró el equipo. El penacho se extiende al menos seis veces el diámetro de la estrella, lo que corresponde a la distancia entre el Sol y Neptuno.

“Esto es una clara indicación de que toda la capa exterior de la estrella no está expulsando material en todas direcciones”, agrega Kervella. Dos mecanismos podrían explicar esta asimetría. Uno suponee que la masa perdida ocurre encima de la capa polar de la estrella gigante, posiblemente debido a su rotación. La otra posibilidad es que tal penacho se genera sobre movimientos de gas a gran escala en el interior de la estrella, conocido como convección – similar a la circulación del agua caliente en una olla.

Para llegar a una solución, los astrónomos necesitaron sondear al monstruo con un detalle más fino. Para hacer esto Keiichi Ohnaka, del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Bonn, Alemania, y sus colegas usaron interferometría. Con el instrumento AMBER del interferómetro VLTI de ESO, el cual combina la luz de tres telescopios auxiliares de 1,8 metros, del VLT, los astrónomos obtuvieron observaciones tan nítidas como la de un virtual telescopio gigante de 48 metros. Con tan espléndida resolución, los astrónomos fueron capaces de detectar indirectamente detalles cuatro veces más finos que lo que permitieron las asombrosas imágenes que NACO (en otras palabras, el tamaño de una piedrita en la EEI, vista desde el suelo).

“Nuestras observaciones del AMBER son las más nítidas que cualquiera haya hecho de Betelgeuse. Más aún, detectamos cómo el gas se está moviendo en las diferentes áreas de la superficie de Betelgeuse – la primera vez que se ha hecho para una estrella diferente al Sol”, dice Ohnaka.

Las observaciones de AMBER revelaron que el gas en la atmósfera de Betelgeuse se está moviendo vigorosamente para arriba y para abajo, y que esas burbujas son tan grandes como la propia estrella supergigante. Sus observaciones inigualables han llevado a los astrónomos a proponer que esos movimientos turbulentos de gas a gran escala bajo la roja superficie de Betelgeuse están detrás de la masiva eyección del penacho al espacio.

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