Misterio cósmico: los astrónomos capturan una estrella moribunda que arroja anillos de humo

Los astrónomos han descubierto una estrella gigante roja que atraviesa su agonía final con un detalle sin precedentes, revelando una característica inusual. La estrella conocida como V Hydri (o V Hya para abreviar), saca seis episodios distintos de material, de acuerdo con Versión preliminar Aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal. El mecanismo exacto de la formación de los misteriosos «anillos de humo» aún no se comprende. Sin embargo, la observación podría sacudir los modelos existentes para esta última etapa de la evolución estelar y arrojar más luz sobre la El destino de nuestro sol.

«V Hydrae está atrapada en el proceso de deshacerse de su atmósfera, eventualmente la mayor parte de su masa, que es algo que hacen la mayoría de las gigantes rojas en la última etapa». El coautor Mark Morris dijo:, astrónomo de la Universidad de California. Sin embargo, «esta es la primera y única vez que se ha visto una serie de anillos en expansión alrededor de una estrella atravesando su agonía, una serie de ‘anillos de humo’ en expansión que pensamos que se apagarían cada pocos cientos de años».

gigantes rojas Es una de las etapas finales de la evolución estelar. Una vez que el núcleo de la estrella deja de convertir hidrógeno en helio a través de la fusión nuclear, la gravedad comienza a comprimir la estrella, elevando su temperatura interna. Este proceso enciende una capa de hidrógeno que arde alrededor de un núcleo inerte. Eventualmente, la presión y el calentamiento en el núcleo hicieron que la estrella se expandiera dramáticamente, alcanzando diámetros entre 62 millones y 620 millones de millas (100 millones a 1 mil millones de km). Las temperaturas de la superficie son relativamente frías según los estándares estelares: 4000 a 5800 grados Fahrenheit (2200 a 3200 grados Celsius). Entonces, estas estrellas adquieren una apariencia de color rojo anaranjado, de ahí el apodo de gigante roja.

Eventualmente, el helio en el núcleo de la gigante roja se gastará y el núcleo se encogerá nuevamente. Entonces conviértete en una estrella rama gigante asintótica (AGB) estrella (última etapa de la gigante roja). La estructura interna de la estrella AGB consta de un núcleo central de carbono y oxígeno, una capa en la que la fusión convierte el helio en carbono y otra capa donde el hidrógeno se convierte en helio. Estas estrellas suelen producir pulsaciones dramáticas de brillo creciente cada 100 a 1000 días. Además, los intensos vientos superficiales provocan la formación de una nube gaseosa conocida como periplasma alrededor de la estrella.

Estos intensos vientos estelares eventualmente desplazarán la atmósfera y la atmósfera estelar, y la estrella se convertirá en una enana blanca dentro de una nebulosa planetaria. Cuanto más rápido sea el ritmo al que una estrella AGB pierde masa, más cerca estará de esa transición final. Nuestro Sol eventualmente se convertirá en una gigante roja en aproximadamente 5 mil millones de años, eventualmente evolucionando hacia la AGB antes de finalmente evolucionar hacia una nebulosa planetaria con una estrella enana blanca en su centro.

Este es el proceso tal como lo han entendido los astrónomos durante años. Sin embargo, las características inusuales de V Hya les hacen replantearse las cosas. Situada a 1.300 años luz de distancia en la constelación de Hidra, V Hya es una estrella rica en carbono, lo que significa que su atmósfera contiene más carbono que oxígeno. Tiene una alta tasa de pérdida de masa, por lo que los astrónomos creen que es probable que se esté desprendiendo de su atmósfera para convertirse en una nebulosa planetaria.

Esta estrella AGB también es interesante porque cada ocho años aproximadamente se produce una gran erupción de plasma, y ​​cada 17 años se produce una caída brusca del brillo. Estos eventos indican la presencia de una estrella compañera que apenas es visible. (La disminución del brillo puede deberse a una nube asociada con esta segunda estrella que pasa frente a V Hya).

Este último estudio combina datos del Telescopio Espacial Hubble con observaciones utilizando el Atacama Large Millimeter/Sub-millimeter Array (ALMA), que incluye datos infrarrojos, ópticos y ultravioleta para capturar la agonía de V Hya en múltiples longitudes de onda. La estrella está muy lejos y envuelta en polvo espeso, pero las capacidades de alta resolución de ALMA han revelado sus anillos y salidas con gran detalle.

El momento también fue una coincidencia. «V Hya se encuentra en una transición corta pero crucial por la que pasan las estrellas moribundas al final de sus vidas». El coautor Raghvendra Sahai dijo:, astrónomo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. «Es la fase en la que pierden la mayor parte de su masa. Esta fase probablemente no dure mucho, por lo que es difícil detectarla en el acto. Tuvimos suerte con V Hya y pudimos fotografiar todas las diferentes actividades que se desarrollaban dentro y alrededor de esta estrella para comprender mejor cómo se pierden las estrellas, moribundas para la masa al final de su vida”.

Sahai y sus colegas descubrieron que la estrella se desprende de su atmósfera al expulsar una serie de anillos de humo, que se han extendido hacia el exterior en el transcurso de aproximadamente 2100 años para formar una región similar a un disco de polvo alrededor de V Hya. el equipo apodado Esta estructura es DUDE (el disco sufre una expansión dinámica).

Sus observaciones también revelaron explosiones de gas de alta velocidad expulsadas de la estrella en direcciones opuestas, perpendiculares a los anillos de humo, formando dos estructuras en forma de reloj de arena. Estas estructuras se expanden a velocidades de más de medio millón de millas por hora (240 km/s). «El descubrimiento de que este proceso puede implicar el disparo de anillos de gas, junto con la producción de chorros de material intermitentes y de alta velocidad, aporta una nueva y fascinante novedad a nuestra comprensión de cómo las estrellas terminan sus vidas». Morris dijo.

Todo esto indica que la estrella está experimentando una evolución particularmente rápida, lo que va en contra del modelo actual. «Nuestro estudio revela dramáticamente que el modelo tradicional de cómo mueren las estrellas AGB, al expulsar combustibles masivos a través de vientos globulares relativamente lentos y constantes durante 100,000 años o más, es incompleto en el mejor de los casos o, en el peor, incorrecto». Sahi dijo. «Es muy probable que una estrella compañera o una cuasi estrella juegue un papel importante en su muerte. En el caso de V Hya, la combinación de una estrella compañera cercana e hipotética distante es responsable, al menos en cierta medida, de la presencia de sus seis anillos, y los arranques a gran velocidad que provocan la muerte milagrosa de la estrella. .