Un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Arizona ha creado una imagen tridimensional detallada de una estrella hipergigante moribunda. El equipo, dirigido por los investigadores de UArizona Ambesh Singh y Lucy Ziurys, rastreó la distribución, direcciones y velocidades de una variedad de moléculas que rodean esta estrella conocida como VY Canis Majoris.
Sus hallazgos, que presentaron en la 240ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Pasadena, California, ofrecen información, a una escala sin precedentes, sobre los procesos que acompañan a la muerte de estrellas gigantes.
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Las estrellas supergigantes extremas conocidas como hipergigantes son muy raras, y solo se sabe que existen unas pocas en la Vía Láctea. Los ejemplos incluyen a Betelgeuse, la segunda estrella más brillante de la constelación de Orión, y NML Cygni, también conocida como V1489 Cygni, en la constelación de Cygnus.
A diferencia de las estrellas con masas más bajas, que tienen más probabilidades de hincharse una vez que entran en la fase de gigante roja pero que generalmente conservan una forma esférica, las hipergigantes tienden a experimentar eventos de pérdida de masa sustanciales y esporádicos que forman estructuras complejas muy irregulares compuestas de arcos, cúmulos y nudos.
Ubicada a unos 3 mil 009 años luz de la Tierra, VY Canis Majoris, o VY CMa, para abreviar, es una estrella variable pulsante en la constelación ligeramente austral de Canis Major. Abarcando entre 10 mil y 15 mil unidades astronómicas, VY CMa es posiblemente la estrella más masiva de la Vía Láctea, según Ziurys.
"Piense en ello como Betelgeuse con esteroides", dijo en un comunicado Ziurys, profesor de Regents con nombramientos conjuntos en el Departamento de Química y Bioquímica de UArizona y el Observatorio Steward, ambos parte de la Facultad de Ciencias. "Es mucho más grande, mucho más masivo y sufre violentas erupciones masivas cada 200 años más o menos".
"La gente solía pensar que estas estrellas masivas simplemente evolucionan en explosiones de supernovas, pero ya no estamos seguros de eso", dijo Singh, estudiante de doctorado de cuarto año en el laboratorio de Ziurys.
Estrella gigante Betelgeuse
"Si ese fuera el caso, deberíamos ver muchas más explosiones de supernovas en el cielo", agregó Ziurys. "Ahora pensamos que podrían colapsar silenciosamente en agujeros negros, pero no sabemos cuáles terminan así con sus vidas, o por qué sucede eso y cómo".
Estudian el proceso de extinción de una estrella
Las imágenes anteriores de VY CMa con el telescopio espacial Hubble de la NASA y la espectroscopia mostraron la presencia de distintos arcos y otros grupos y nudos, muchos de los cuales se extienden a miles de AU desde la estrella central. Para descubrir más detalles de los procesos por los cuales las estrellas hipergigantes terminan sus vidas, el equipo se dispuso a rastrear ciertas moléculas alrededor del hipergigante y mapearlas en imágenes preexistentes del polvo, tomadas por el Telescopio Espacial Hubble.
"Nadie ha podido hacer una imagen completa de esta estrella", dijo Ziurys, explicando que su equipo se propuso comprender los mecanismos por los cuales la estrella arroja masa, que parecen ser diferentes a los de las estrellas más pequeñas que entran en su fase de gigante roja al final de sus vidas.
El equipo utilizó el Atacama Large Millimeter Array, o ALMA, en Chile para rastrear una variedad de moléculas en el material expulsado de la superficie estelar. Si bien aún se están realizando algunas observaciones, se obtuvieron mapas preliminares de óxido de azufre, dióxido de azufre, óxido de silicio, óxido de fósforo y cloruro de sodio. A partir de estos datos, el grupo construyó una imagen de la estructura de salida molecular global de VY CMa en escalas que abarcaban todo el material expulsado de la estrella.
Estrella Matusalén
"Las moléculas trazan los arcos en la envoltura, lo que nos dice que las moléculas y el polvo están bien mezclados", dijo Singh. "Lo bueno de las emisiones de moléculas en longitudes de onda de radio es que nos brindan información sobre la velocidad, a diferencia de la emisión de polvo, que es estática".
Al mover las 48 antenas de radio de ALMA en diferentes configuraciones, los investigadores pudieron obtener información sobre las direcciones y velocidades de las moléculas y mapearlas en las diferentes regiones de la envoltura de la hipergigante con considerable detalle, e incluso correlacionarlas con diferentes eventos de eyección de masa a lo largo del tiempo.
amt