Imagen infrarroja en colores falsos de una espiral de polvo alrededor de una dramática estrella evolucionada. Un nuevo estudio ha encontrado una espiral similar — pero con algunas diferencias sorprendentes. [ESO/Callingham et al.]
Las galaxias espirales son una cosa — pero algunas estructuras espirales en el cielo son creadas mucho más cerca de casa, ¡surgiendo de estrellas! Un estudio reciente explora un rehilete estelar alrededor de una fuente inesperada.
Los poderosos vientos de una sola estrella Wolf-Rayet — como WR 124, mostrada en esta imagen real del telescopio Hubble — pueden inflar una supernova impresionante a medida que la estrella pierde masa. [ESA/Hubble & NASA / Judy Schmidt]
Estrellas monstruosas
Incluso en la ya dramática escala de las estrellas masivas y evolucionadas, las estrellas Wolf-Rayet son un extremo.
Estos monstruos se encuentran en las últimas etapas de su evolución, condenadas a terminar sus vidas como violentas supernovas. Hasta entonces, las estrellas Wolf-Rayet están aquí para que las observemos: extremadamente calientes — con temperaturas superficiales en un rango de 30,000 K a 210,000 K — y entusiastamente expulsando masa por medio de poderosos vientos estelares que pueden alcanzar velocidades de hasta 3,000 km/s (esto equivale a 10.8 millones de kilómetros por hora).
Montando un espectáculo
Las estrellas Wolf-Rayet pueden crear todo un espectáculo, generando nebulosas impresionantes incluso cuando están aisladas. ¿Pero qué pasa si las pones en un par binario con otra estrella masiva y caliente? Entonces obtienes algo completamente distinto. En particular, los científicos han encontrado múltiples ejemplos de binarias Wolf-Rayet produciendo asombrosos patrones de polvo en espiral, visibles en el infrarrojo.
Esquema de la formación de una espiral alrededor de una binaria compuesta por una estrella masiva y una estrella Wolf-Rayet, ambas emitiendo poderosos vientos estelares. Haga clic para agrandar. [Gemini Observatory/Jon Lomberg]
¿Cómo funciona esto? Donde chocan los fuertes vientos de la estrella Wolf-Rayet y su masiva compañera se produce una columna de gas denso y polvo que es expulsada hacia afuera junto con el viento Wolf-Rayet. Conforme el par de estrellas orbita, la columna de polvo forma una espiral que se expande constantemente desde la binaria.
¿Rehiletes atados al tipo estelar?
Las estrellas Wolf-Rayet son identificables por ciertas líneas de emisión anchas. A partir de sus espectros, estas estrellas pueden ser clasificadas en dos subcategorías: aquellas con líneas fuertes de carbón y helio (subtipo WC) y aquellas con líneas fuertes de nitrógeno y helio (subtipo WN).
Las estructuras de rehilete en infrarrojo sólo han sido detectadas alrededor de binarias que contienen estrellas del subtipo WC — posiblemente porque los vientos WC facilitan la formación de polvo que emite en infrarrojo en regiones donde los vientos Wolf-Rayet chocan con los de su compañera, mientras que los vientos WN no.
El panel superior muestra una imagen de radio en colores falsos de WR 147, capturada con el Jansky Very Large Array. ¿No puedes ver la espiral? Mira el panel inferior, que es la misma imagen en un mapa de contornos, con el rehilete marcado con cruces. La binaria se encuentra en el corazón de la espiral; la fuente de emisión arriba de la binaria se debe a una tercera compañera distante que forma un sistema triple. [Adaptado de Rodríguez et al. 2020]
Pero ahora, un equipo de científicos encabezado por Luis Rodríguez (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM; Universidad Autónoma de Chiapas) ha encontrado un ejemplo de una estrella del subtipo WN que también ha creado un rehilete: WR 147. ¿El truco? El rehilete no es visible en infrarrojo; de hecho, sólo se puede ver en longitudes de onda de radio.
Un mecanismo de emisión diferente
¿Qué sucede con WR 147? Esta estrella también emite fuertes vientos que chocan con los vientos de su compañera — pero, debido a su subtipo WN, no forma una columna de polvo en la región de la colisión. No obstante, las partículas se aceleran en la zona de la colisión y emiten radiación de sincrotrón, un tipo de emisión en radio causada por partículas cargadas que giran alrededor de líneas de campo magnético.
Por lo tanto, las estrellas Wolf-Rayet del subtipo WN también pueden formar rehiletes — solo tenemos que usar observaciones en radio en lugar de infrarrojas para encontrarlos. Este descubrimiento abre la puerta a una significativa exploración adicional de estos sistemas, brindándonos la oportunidad de sondear períodos orbitales, velocidades estelares, cocientes viento-momento y más. ¡Puedes apostar a que buscaremos más de estas espirales en el cielo en el futuro!
Por Susanna Kohler (AAS Nova)
Traducción: Vicente Rodríguez
Nota original:
[AAS Nova] A Stellar Pinwheel at a New Wavelength
Artículo científico:
“A Radio Pinwheel Emanating from WR 147,” Luis F. Rodríguez et al. 2020 ApJL 900 L3. doi:10.3847/2041-8213/abad9d