Nueva técnica revela la era de la estrella masiva de la Cruz del Sur


Un equipo internacional de astrónomos de Australia, Estados Unidos y Europa ha desbloqueado por primera vez la estructura interior de Beta Crucis, una estrella gigante azul brillante que aparece en las banderas de Australia, Brasil, Nueva Zelanda, Papúa Nueva Guinea y Samoa. .

Con un enfoque completamente nuevo, el equipo dirigido por el Dr. Daniel Cotton, encontró que la estrella era 14,5 veces más masiva que el Sol y tan joven como 11 millones de años, lo que la convierte en la estrella más pesada con una edad determinada por la astrosismología.

Brillando en el cielo del sur, las cuatro estrellas brillantes representadas en la parte izquierda de esta imagen representan una marca de orientación útil que ayuda a identificar el Polo Sur Celeste. Debido al asterismo bastante distintivo que forman, estas estrellas han sido clasificadas oficialmente como la constelación Crux, o la Cruz del Sur.
La vasta nube oscura, visible en la parte inferior de la imagen, generalmente se conoce como Nebulosa Saco de Carbón; también tiene un papel preeminente en la cultura aborigen australiana, representando la cabeza de un emú en la constelación tradicional del «Emu en el cielo».
El objeto rojizo que brilla en la parte superior de la imagen debe su color al resplandor del gas hidrógeno. Catalogada como IC 2948, esta nebulosa de emisión alberga un cúmulo brillante de estrellas jóvenes.
Crédito:
ESO / Y. Beletsky

Los hallazgos proporcionarán nuevos detalles sobre cómo viven y mueren las estrellas, y cómo impactan en la evolución química de la galaxia.

Para descifrar la edad y la masa de la estrella, el equipo de investigación combinó la astrosismología, el estudio de los movimientos regulares de una estrella, con la polarimetría, la medición de la orientación de las ondas de luz.

La astrosismología se basa en ondas sísmicas que rebotan alrededor del interior de una estrella y producen cambios mensurables en su luz. Sondear el interior de estrellas pesadas que luego explotarán como supernovas ha sido tradicionalmente difícil.

«Quería investigar una vieja idea», dijo el autor principal, el Dr. Cotton, de la Universidad Nacional Australiana (ANU) y el Instituto de Investigación en Astronomía de Monterey en Estados Unidos.

«Se predijo en 1979 que la polarimetría tenía el potencial de medir el interior de estrellas masivas, pero no ha sido posible hasta ahora».

El coautor del estudio, el profesor Jeremy Bailey de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), dijo: «El tamaño del efecto es bastante pequeño. Necesitábamos la mejor precisión mundial del polarímetro que diseñamos y construimos en la UNSW para que el proyecto tuviera éxito. «

El estudio de Beta Crucis, también conocido como Mimosa, combina tres tipos diferentes de mediciones de su luz: mediciones espaciales de la intensidad de la luz de los satélites WIRE y TESS de la NASA, 13 años de espectroscopía terrestre de alta resolución del Observatorio Europeo Austral. y polarimetría terrestre recopilada del Observatorio Siding Spring y el Observatorio Penrith de la Universidad de Western Sydney.

«Fue una circunstancia afortunada que pudiéramos usar el polarímetro astronómico más preciso del mundo para hacer tantas observaciones de Mimosa en el Telescopio Anglo-Australiano mientras TESS también observaba la estrella», dijo el segundo autor, el profesor Derek Buzasi de la Universidad de la Costa del Golfo de Florida.

«El análisis de los tres tipos de datos a largo plazo juntos nos permitió identificar las geometrías del modo dominante de Mimosa. Esto abrió el camino para pesar y fechar la estrella mediante métodos sísmicos».

El profesor Conny Aerts de KU Leuven dijo: «Este estudio polarimétrico de Mimosa abre una nueva vía para la astrosismología de estrellas masivas brillantes. Si bien estas estrellas son las fábricas químicas más productivas de nuestra galaxia, hasta ahora son las menos analizadas astrosísmicamente, dado el grado de dificultad de tales estudios. Los heroicos esfuerzos de los polarimetristas australianos son dignos de admiración «.

El estudio ha sido publicado en Nature Astronomy.

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