La atmósfera gigante de Antares.

Agustin Ollarce

Un equipo internacional de astrónomos ha creado el mapa más detallado de la atmósfera de la estrella supergigante roja Antares. 

La sensibilidad y resolución sin precedentes de la matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) y Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation revelaron el tamaño y la temperatura de la atmósfera de Antares desde arriba de la superficie de la estrella, en toda su superficie. cromosfera, y hasta la región del viento.


Gráfico de estrellas que muestra la ubicación de la estrella roja brillante Antares (encerrada en rojo). Antares es la supergigante roja más cercana a la Tierra (a 555 años luz de distancia) y se encuentra en la constelación de Scorpius (El Escorpión). Crédito: ESO, IAU, Sky & Telescope


Las estrellas supergigantes rojas, como Antares, son estrellas enormes y relativamente frías al final de su vida. Están en camino de quedarse sin combustible, colapsar y convertirse en supernovas. A través de sus vastos vientos estelares, lanzan elementos pesados ​​al espacio, por lo que juegan un papel importante en proporcionar los bloques de construcción esenciales para la vida en el universo. Pero es un misterio cómo se lanzan estos enormes vientos. Un estudio detallado de la atmósfera de Antares, la estrella supergigante más cercana a la Tierra, proporciona un paso crucial hacia una respuesta.

“El tamaño de una estrella puede variar dramáticamente dependiendo de con qué longitud de onda de luz se observe”. […] “Las longitudes de onda más largas del VLA revelaron la atmósfera de la supergigante a casi 12 veces el radio de la estrella”.

Explicó Eamon O’Gorman, del Instituto de Dublín para Estudios Avanzados en Irlanda y autor principal del estudio.

El mapa ALMA y VLA de Antares es el mapa de radio más detallado hasta ahora de cualquier estrella, que no sea el Sol. ALMA observó a Antares cerca de su superficie (su fotosfera óptica) en longitudes de onda más cortas, y las longitudes de onda más largas observadas por el VLA revelaron la atmósfera de la estrella más lejos. Como se ve en la luz visible, el diámetro de Antares es aproximadamente 700 veces más grande que el Sol. Pero cuando ALMA y el VLA revelaron su atmósfera a la luz de la radio, la supergigante resultó ser aún más gigantesca.


Impresión artística de la atmósfera de Antares. Crédito: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

Los radiotelescopios midieron la temperatura de la mayor parte del gas y el plasma en la atmósfera de Antares. Lo más notable fue la temperatura en la cromosfera. Esta es la región sobre la superficie de la estrella que se calienta por los campos magnéticos y las ondas de choque creadas por la convección vigorosa en la superficie estelar, muy similar al movimiento burbujeante en una olla de agua hirviendo. No se sabe mucho sobre las cromosferas, y esta es la primera vez que se detecta esta región en ondas de radio.

“Descubrimos que la cromosfera es” tibia “en lugar de caliente, en temperaturas estelares”. […] “La diferencia puede explicarse porque nuestras mediciones de radio son un termómetro sensible para la mayor parte del gas y el plasma en la atmósfera de la estrella, mientras que las observaciones ópticas y ultravioletas pasadas solo fueron sensibles al gas y al plasma muy calientes”.

Dijo Eamon O’Gorman.

Gracias a ALMA y el VLA, los científicos descubrieron que la cromosfera de la estrella se extiende hasta 2.5 veces el radio de la estrella (la cromosfera de nuestro Sol es solo 1/200 de su radio). También descubrieron que la temperatura de la cromosfera es más baja de lo que sugieren las observaciones ópticas y ultravioletas anteriores. La temperatura alcanza los 3.500 grados Celsius (6.400 grados Fahrenheit), después de lo cual disminuye gradualmente. Como comparación, la cromosfera del Sol alcanza temperaturas de casi 20,000 grados Celsius.

“Creemos que las estrellas supergigantes rojas, como Antares y Betelgeuse, tienen una atmósfera no homogénea”. […] “Imagine que sus atmósferas son una pintura hecha de muchos puntos de diferentes colores, que representan diferentes temperaturas. La mayor parte de la pintura contiene puntos del gas tibio que los radiotelescopios pueden ver, pero también hay puntos fríos que solo los telescopios infrarrojos pueden ver, y puntos calientes que ven los telescopios UV. Por el momento no podemos observar estos puntos individualmente, pero queremos intentarlo en futuros estudios “.

Dijo el coautor Keiichi Ohnaka, de la Universidad Católica del Norte en Chile, quien previamente observó la atmósfera de Antares en luz infrarroja. 

En los datos de ALMA y VLA, los astrónomos vieron por primera vez una clara distinción entre la cromosfera y la región donde los vientos comienzan a formarse. En la imagen de VLA, se ve un gran viento, expulsado de Antares e iluminado por su estrella compañera más pequeña pero más caliente, Antares B.

“Cuando era estudiante, soñaba con tener datos como este”. […] “Conocer los tamaños y temperaturas reales de las zonas atmosféricas nos da una idea de cómo comienzan a formarse estos enormes vientos y cuánta masa se está expulsando”.

Dijo el coautor Graham Harper de la Universidad de Colorado, Boulder. 

Impresión artística de la estrella supergigante roja Antares. Crédito: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

“Nuestra comprensión innata del cielo nocturno es que las estrellas son solo puntos de luz. El hecho de que podamos mapear las atmósferas de estas estrellas supergigantes en detalle, es un verdadero testimonio de los avances tecnológicos en interferometría. Estas observaciones de tour de force acercan el universo, directamente a nuestro propio patio trasero”.

Dijo Chris Carilli, del Observatorio Nacional de Radioastronomía, que participó en las primeras observaciones de Betelgeuse en múltiples longitudes de onda de radio con el VLA en 1998.

El estudio se encuentra publicado en Astronomy & Astrophysics.

Fuente.

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