Un par de estrellas interactuantes está rodeado de una nebulosa tan peculiar que al observarla en rayos X se parece a una galaxia activa que hospeda un agujero negro supermasivo, pero más pequeña. La estrella doble, llamada R Aquarii, fue estudiada por un equipo internacional de astrónomas y astrónomos liderado por el Dr. Jesús Toalá del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM, Campus Morelia.
“R Aquarii está rodeada por una exquisita nebulosa en forma de reloj de arena que muestra numerosos nudos, filamentos y cavidades, y en sus regiones centrales vemos un chorro doble en forma de S, que también presenta nódulos con emisión más intensa en rayos X”, dijo el Dr. Toalá.
R Aquarii es un sistema doble de estrellas formado por una gigante roja, una estrella de tipo solar que agotó su combustible de hidrógeno y se ha expandido, y una enana blanca, el núcleo expuesto de una estrella que expulsó sus capas externas. La gigante roja sufre pulsaciones que aumentan su brillo y expanden su envoltura cada 385 días, y la enana blanca tiene un disco a través del que roba material a su compañera gigante, y un chorro doble que emerge de sus polos por el que libera el gas sobrante.
A este tipo de estrellas dobles se les conoce como estrellas simbióticas. El análisis en rayos X realizado en este estudio muestra que el chorro que emana de la enana blanca tiene características similares a los producidos por los agujeros negros supermasivos en los núcleos de las galaxias activas.
“Este peculiar sistema de estrellas ha configurado una morfología igualmente peculiar, donde todos los componentes parecen estar interconectados: la pérdida de masa de la gigante roja, la acreción de la enana blanca y el desarrollo de las intrincadas formas”, continuó el Dr. Toalá.
Situada a unos 650 años luz de distancia, R Aquarii es una de las estrellas simbióticas mejor estudiadas. Algunos rasgos de su nebulosa parecen deberse a episodios explosivos pasados: en la superficie de la enana blanca se acumuló suficiente material para desencadenar la fusión del hidrógeno, lo que bombeó energía y gas al espacio y generó un anillo de material en 1073, y uno más en la década de 1770, que se observan con telescopios ópticos.
Por su parte, los satélites de rayos X han permitido profundizar en el funcionamiento del sistema. “Gracias al satélite Chandra se corroboró que, en efecto, se estaba produciendo una caída de material hacia la enana blanca, y que los nódulos brillantes en rayos X se debían a la precesión del chorro: el eje de rotación de la enana blanca cambia gradualmente y la distribución espacial de gas que emite rayos X cambia cada pocos años (de ahí, también, la forma de S del chorro). Dado el potencial del estudio en rayos X de este objeto, hemos reanalizado observaciones del satélite XMM-Newton que llevaban ignoradas desde 2005”, comentó el Dr. Martín Guerrero, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), España, que participó en el trabajo.
Gracias al uso de técnicas especializadas, el equipo científico pudo mostrar la presencia de rayos X a lo largo de toda la nebulosa, y encontró que el gas responsable de la emisión extendida tiene características fisicoquímicas similares al gas que se encuentra en uno de los nódulos del chorro, lo que sugiere que el chorro es quien alimenta la burbuja caliente extendida que se observa en rayos X.
Más aún, la forma de la nebulosa también se debe al ángulo de precesión que da al chorro su forma en S: “Las predicciones teóricas sugieren que con ángulos de más de 40 grados se forman nebulosas con pares de burbujas extendidas, y en R Aquarii vemos un ángulo de unos 50 grados. Así, sugerimos que las estructuras con forma de ampolla que observamos en los extremos del chorro se desintegran y alimentan con gas caliente a la burbuja más extendida. Se trataría de un proceso similar, aunque en escala menor, a la creación de burbujas calientes producidas por galaxias activas que albergan agujeros negros supermasivos”, concluyó el Dr. Jesús Toalá.
Imagen
La imagen muestra en morado el gas con temperaturas de millones de grados observado en rayos X por el satélite XMM-Newton. En otros colores se muestra la emisión en óptico observada por el Very Large Telescope en Chile.
Créditos: J. A. Toalá, L. Sabin, M. A. Guerrero, G. Ramos-Larios, Y.-H. Chu, T. Liimets / ESA.
Trayectoria del Dr. Jesús Toalá
El Dr. Jesús Toalá estudió la licenciatura en física en la Universidad Autónoma de Sinaloa y el doctorado en astrofísica en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y la Universidad de Granada, España. Realizó estancias posdoctorales en el IAA-CSIC y en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán. Es investigador de la UNAM desde junio de 2017.
Estudia el medio circunestelar alrededor de estrellas de baja y alta masa mediante observaciones en longitudes de onda en infrarrojo, óptico y rayos X. También estudia los rayos X provenientes de super burbujas en la Nube Mayor de Magallanes.
En 2020 el Dr. Toalá recibió la Cátedra Marcos Moshinsky del Instituto de Física de la UNAM. Organiza las reuniones del grupo de Estrellas Evolucionadas en el IRyA, y además es miembro del consejo editorial del Boletín de la UNAM, Campus Morelia.
Artículo Científico
El artículo de investigación fue publicado el pasado 8 de marzo de 2022 en la revista The Astrophysical Journal Letters.
An XMM-Newton EPIC X-Ray View of the Symbiotic Star R Aquarii
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac589d
Sobre el IRyA, UNAM
El Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM (IRyA) es una entidad académica del Campus Morelia de la UNAM que realiza investigación de alto nivel e impacto en las áreas de Medio Interestelar, Formación Estelar, Estrellas Evolucionadas, Altas Energías, Dinámica y Estructura Galáctica, Astronomía Extragaláctica y Cosmología. También participa en la formación de recursos humanos de alto nivel, y mantiene un estrecho contacto con la sociedad a través de diversos programas de divulgación. Para saber más sobre nuestro Instituto, visite nuestra página web y redes sociales:
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Contacto para medios:
Dr. René A. Ortega Minakata
Divulgación y Comunicación de la Ciencia
IRyA UNAM Campus Morelia
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Texto: Adaptación del IRyA UNAM del texto original de Silbia López de Lacalle, Unidad de Divulgación y Comunicación, IAA-CSIC (España).
Comunicado de prensa del IAA-CSIC:
https://www.iaa.csic.es/noticias/r-aquarii-estrella-simbiotica-con-rasgos-galaxia-activa