Otro descubrimiento en el campo de los sistemas estelares binarios y la cooperación entre astrónomos profesionales y profesores de secundaria, unidos en el universo infrarrojo de Spitzer.
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| Disco circum-binario.© P. Marenfeld and NOAO/AURA/NSF |
Esta concepción artística muestra un disco de escombros que ha sido observado alrededor de una inusual clase de estrellas binarias interactuantes.
El tipo de sistema variable cataclísmico bajo estudio consiste en una enana blanca altamente magnética (el remanente “muerto” de una estrella formado por el núcleo de un objeto como nuestro Sol cuando agota su combustible disponible para sostener la fusión nuclear) y un objeto frío de muy poca masa, similar a una enana marrón. Los dos objetos orbitan tan cercanamente (una distancia similar a la que separa la Tierra de la Luna) que completan una revolución, una alrededor de la otra, en apenas 80 o 90 minutos. La enana blanca tiene el tamaño de la Tierra pero tiene una masa equivalente a un 60% de la del Sol, mientras que su compañera tiene el tamaño de Júpiter pero una masa de 40 o 50 veces la de ese planeta.
Spitzer revela discos inesperados alrededor de estrellas interactuantes
Nuevas observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de una clase inusual de estrellas binarias interactuantes detectaron cantidades en exceso de radiación infrarroja, lo que sugiere que estos objetos extraños están rodeados por enormes discos de polvo frío.
Los resultados, informados en el 207º encuentro de la
AAS, fueron producidos por uno de los seis equipos de astrónomos profesionales y profesores de enseñanza secundaria que participaron en un programa único co-auspiciado por el Centro de Ciencia Spitzer y el
NOAO.
La enorme masa de la enana blanca y la cercanía de la compañera produjeron un intercambio de masa entre las dos estrellas. La influencia gravitatoria de la enana blanca oprime a la estrella compañera, haciéndolo adoptar una forma de lágrima, y la materia escapa desde su extremo puntiagudo hacia la enana blanca, como el agua desde el puntero de una manguera de jardín. Esta materia caerá finalmente sobre la enana blanca, produciendo un enorme calentamiento de su atmósfera y la emisión de grandes cantidades energía, desde rayos-X hasta el infrarrojo.
Un equipo de astrónomos y profesores liderado por Steve B. Howell de NOAO observaron cuatro de estos tipos de binarias (EF Eridanus, V347 Pav, GG Leo y RX J0154) con el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA en un intento de estudiar al objeto frío y de poca masa del par.
Para su sorpresa, alrededor de los cuatro se descubrió un exceso de emisión infrarroja. Actualmente, el mejor modelo del equipo para explicar su origen es un grande y frío disco circum-binario de polvo con una temperatura de entre 800 y 1 200 grados Kelvin.
“En entre punto, nuestra explicación es la emisión se origina en un gran disco de polvo, relativamente frío, que rodea a todo el sistema binario”, dice Howell. “El descubrimiento de discos de polvo alrededor de estas viejas binarias interactuantes es algo muy emocionante. Mostramos nuestros resultados iniciales a una variedad de especialistas, y hasta ahora nadie tiene una idea mejor para lo que estamos viendo”.
Tales discos circum-binarios habían sido predichos teóricamente, y unos pocos estudios observacionales habían intentado encontrarlos, con resultados diversos. Los discos pueden ser los restos de grandes episodios de pérdida de masa que ocurrieron durante la formación de la enana blanca. También podrían estar compuestos por material expulsado por la binaria en forma de fuertes vientos (como una versión muy densa de nuestro viento solar), o por material que fue eyectado durante una o más explosiones nova anteriores. En este tipo particular de binarias tampoco puede descartarse, como otra fuente potencial de al menos parte de la emisión infrarroja, la emisión de ciclotrón producida por el gran campo magnético de la enana blanca.
“Sobre la mesa tenemos un montón de ideas, así como la posibilidad de procesos todavía desconocidos”, agrega Howell. “Estos objetos están maduros para estudios posteriores”.
Solamente se conocen otras dos enanas blancas (incluyendo una descubierta recientemente) rodeadas por un disco de polvo: las llamadas G29-38 y GD362. A diferencia de las variables cataclísmicas estudiadas por el equipo de Howell, ambas son enanas blancas solitarias, y la fuente de sus discos de polvo no se conoce con certeza.
 Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer.© NASA / JPLCaltech |
Se sabe que existen, alrededor de estrellas muy jóvenes, discos de polvo compuestos por “material de desecho” resultante del proceso de formación estelar, y también han sido descubiertos alrededor de estrellas similares a nuestro Sol. También se sabe que algunos de los discos de esta última clase albergan objetos de tipo planetario, orbitando en “anillos limpios” dentro del disco.
“Si bien no tenemos evidencia de objetos planetarios en nuestros discos, esa posibilidad existe”, apunta Howell. “Deberá trabajarse más para probar que el exceso infrarrojo proviene del disco, y si eso fuera así, para descubrir sus propiedades, tales como densidad y composición. También quisiéramos ver si esos discos existen en todas las binarias interactuantes de este tipo, o solamente en algunas. Su presencia cambiaría grandemente nuestro concepto de la evolución de tales sistemas”.
Estos tipos son importantes porque proporcionan a los astrónomos nuevos conocimientos sobre el proceso de acreción, o de “transferencia de masa”, que también juega su papel en la formación de las estrellas y de los planetas, según el miembro del equipo Donald W. Hoard, un astrónomo del Centro de Ciencia Spitzer en Pasadena, California.
“La acreción cataclísmica variable es una de las formas menos complicadas de transferencia de masa en el universo”, dice Hoard. “Estos sistemas resultan muy interesantes de observar, porque a diferencia de la acreción que ocurre en la formación de las estrellas y de los planetas, o alrededor de agujeros negros súper-masivos en galaxias distantes, el proceso en las variables cataclísmicas ocurre en escalas de tiempo humanas, relativamente cortas”.
Entre los miembros del equipo de investigación se encuentran Carolyn Brinkworth del Centro de Ciencia Spitzer, y los profesores de física Howard Chun del colegio secundario Cranston en East Cranston, Rhode Island; Beth Thomas de las Escuelas Públicas Great Falls en Great Falls, Montana; y Linda Stefaniak del colegio Secundario Allentown, Allentown, New Jersey.
Chun, Thomas y Stefaniak son graduados de
TLRBSE de NOAO, un desarrollo profesional de maestros financiado por la
NSF. Doce maestros de TLRBSE fueron seleccionados competitivamente en otoño de 2004 para trabajar en seis equipos a los que se les concedió tres horas de tiempo observacional con Spitzer, a discreción del Director.
“Esta oportunidad nos ha permitido a los estudiantes y a mí mismo participar en investigación astronómica real”, dice Thomas. “Me ha dado una comprensión más profunda del mundo de la astronomía infrarroja, a la vez que reforzó la forma en que enseñamos el proceso de solución de problemas y en cómo se buscan las respuestas en la comunidad científica. La experiencia ha sido muy iluminadora, extremadamente valiosa y genuinamente estimulante”.
Otros seis maestros TLRBSE han sido recientemente seleccionados para una segunda ronda del programa, los que se unieron a sus socios astrónomos durante el último encuentro de AAS, para comenzar a planificar nueva investigación. La información de fondo sobre el programa Spitzer – TLRBSE y la experiencia en este grupo de los maestros y sus estudiantes puede ser conocida en la web, en el
Sitio Web de Spitzer.
El Observatorio Nacional de Astronomía Óptica es operado por
AURA, bajo un convenio cooperativo con la Fundación Nacional de Ciencias.
JPL maneja la misión del Telescopio Espacial para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA. Las operaciones científicas son llevadas a cabo en el Centro de Ciencia Spitzer en
Caltech. JPL es una división de Caltech.
Páginas web relacionadas
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-- Gránulos de polvo en un par proto-estelar
-- Abrazo mortal de dos enanas blancas
Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán
Web Site: NOAO
Artículo: “Spitzer Reveals Unexpected Disks Around Interacting Stars”
Fecha: Enero 10, 2006
NOTICIAS
Enviado por:Heber Rizzo
