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La interferometría y el Observatorio Austral Europeo ayudan a descubrir envoltorios alrededor de estrellas súper gigantes.

Comunicado de Prensa ESO PR 09/06.

Utilizando el Interferómetro del Telescopio Muy Grande (VLTI) de ESO en Cerro Paranal, Chile, y el Interferómetro CHARA en Monte Wilson, California, un equipo de astrónomos franceses y estadounidenses ha descubierto envoltorios alrededor de tres Cefeidas, incluyendo la Estrella Polar. Esta es la primera vez que se encuentra materia rodeando a miembros de esta importante clase de escasas y muy brillantes estrellas, cuya luminosidad varía en forma muy regular. Las Cefeidas cumplen un papel crucial en la cosmología, ya que son uno de los primeros “escalones” de la escala cósmica de distancias.

ESO PR Foto 09/06: Imagen modelo de L. CarinaeDos imágenes modelo de la estrella Cefeida L. Carinae, tal como se deducen de las observaciones interferométricas: en el infrarrojo cercano por las mediciones VINCI (izquierda) y en el infrarrojo medio por MIDI (derecha). En ambos casos, se encontró un envoltorio alrededor de la estrella. La contribución del envoltorio es de aproximadamente un 5% en el infrarrojo cercano y significativamente más en el infrarrojo térmico. Como L. Carinae es 17 000 veces más luminosa que el Sol, esto significa que sólo el envoltorio es varios centenares de veces más brillante que nuestro Sol.© VINCI, MIDI/VLTI

La Cefeida austral L. Carinae fue observada con los instrumentos VINCI y MIDI en el VLTI, mientras que Polaris (la estrella polar) y Delta Cefei (el prototipo de su clase) fueron examinadas con FLUOR en CHARA, localizado al otro lado del ecuador. FLUOR es el instrumento prototipo de VINCI. Ambos fueron construidos en el Observatorio de París, Francia.

En el caso de la mayoría de las estrellas, las observaciones con los interferómetros se ajustan mucho a los modelos estelares teóricos. Sin embargo, para estas tres estrellas, se detectó una pequeña desviación, revelando la presencia de un envoltorio.

“El hecho de que tales desviaciones fueran encontradas en todas las tres estrellas, las que sin embargo poseen propiedades muy diferentes, parece implicar que los envoltorios que rodean a las Cefeidas son un fenómeno extendido”, dijo Pierre Kervella, uno de los autores principales.

Se descubrió que los envoltorios eran 2 o 3 veces más grandes que las propias estrellas. Aunque esas estrellas son bastante grandes (de cincuenta hasta varios cientos de radios solares) están tan lejos que no pueden ser resueltas por telescopios simples. De hecho, aún las Cefeidas más grandes en el cielo subtienden un ángulo de apenas 0,003 arcosegundos. Observar esto es similar a ver una casa de dos pisos en la Luna.

Por lo tanto, los astrónomos tienen que apoyarse en la técnica interferométrica, que combina la luz de dos o más telescopios distantes, proporcionando así la resolución angular de un telescopio único tan grande como la separación entre ellos. Con el VLTI, es posible alcanzar una resolución de 0,001 arcosegundo o menos.

“Los procesos físicos que han creado estos envoltorios no están todavía bien definidos, pero, en analogía con lo que ocurre alrededor de otras clases de estrellas, lo más probable es que esos medioambientes fueron creados por materia eyectada por la misma estrella”, dijo Antoine Mérand, autor principal del segundo artículo que describe los resultados.

Las Cefeidas pulsan con períodos de unos pocos días. En consecuencia, pasan regularmente por oscilaciones de gran amplitud que crean movimientos muy rápidos sobre su superficie aparente (la fotosfera), con velocidades de hasta 30 kilómetros por segundo, o 108 000 kilómetros por hora. Si bien esto todavía queda por comprobarse, podría haber una relación entre la pulsación, la pérdida de masa y la formación de los envoltorios.

NOTAS:
Las Cefeidas se utilizan comúnmente como indicadores de distancia, gracias a la existencia de una relación básica entre su luminosidad intrínseca y su período de pulsación. Midiendo el período de una estrella Cefeida, se puede deducir su luminosidad intrínseca, y por su luminosidad aparente observada, se puede calcular la distancia. Como son estrellas intrínsecamente muy luminosas, y pueden ser vistas en galaxias distantes, esta notable propiedad ha convertido a estas súper gigantes amarillas en “candelas estelares” principales para las estimaciones de distancias extragalácticas (véase ESO PR 25/04).

L. Carinae es la Cefeida más brillante del cielo, y también la que presenta un mayor diámetro angular aparente. Es una estrella súper gigante masiva, teniendo unas 10 veces la masa del Sol y un radio de aproximadamente 180 radios solares. Polaris es una estrella peculiar localizada muy cerca del polo norte celeste (de ahí su nombre). Está clasificada como una Cefeida, pero muestra pulsaciones muy débiles comparada con las otras estrellas de su clase. Delta Cefei es el prototipo de las Cefeidas. Se descubrió que era una variable en el siglo 18, por el aficionado inglés John Goodricke, y es todavía uno de los miembros más brillantes de la clase Cefeida. Su corto período es característico de una súper gigante relativamente pequeña, con un radio de “apenas” 43 radios solares.

Estos resultados son publicados en dos artículos que aparecerán en Astronomy and Astrophysics: "Extended envelopes around Galactic Cepheids I. L Car from near and mid-infrared interferometry with the VLTI" por P. Kervella et al., y "Extended envelopes around Cepheids II. Near infrared interferometric observations of Polaris and delta Cep using CHARA/FLUOR" por Antoine Mérand et al. El primero de los artículos está disponible como archivo PDF en el sitio web del editor.

El equipo está compuesto por Pierre Kervella, Antoine Mérand, Vincent Coudé du Foresto , Guy Perrin (LESIA, Observatorio de Paris, Francia), Stephen T. Ridgway (NOAO, Tucson, EE.UU. y CHARA, Georgia, EE.UU.), Jason P. Aufdenberg (NOAO, Tucson, EE.UU.), Theo A. ten Brummelaar, Harold A. McAlister, Laszlo Sturmann, Judit Sturmann, Nils H. Turner y David H. Berger (CHARA, Georgia, EE.UU.).

El interferómetro del conjunto del Centro para Astronomía de Alta Resolución CHARA es operado por la Universidad del Estado de Georgia, EE.UU.

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ESO, astronomía hecha en Europa

VLT (Very Large Telescope) de ESO en Paranal, Chile.© ESO / Paranal

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Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

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Web Site: ESO Press Release 09/06
Artículo: “Cepheids and their 'Cocoons'”
Fecha: Febrero 28, 2006

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