ESO: El campo que rodea a la estrella hipergigante amarilla HR 5171

Una mezcla de nuevas y antiguas observaciones revela un exótico sistema binario

12 de marzo de 2014

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El interferómetro del VLT (Very Large Telescope Interferometer) de ESO ha revelado la existencia de la mayor estrella amarillla — y una de las diez estrellas más grandes - descubierta hasta el momento. Esta hipergigante mide más de 1.300 veces el diámetro del Sol y forma parte de un sistema compuesto por dos estrellas: su segundo componente se encuentra tan cerca que está en contacto con la estrella de mayor tamaño. Observaciones llevadas a cabo durante sesenta años, algunas realizadas por observadores aficionados, indican también que este extraño objeto cambia muy rápido y ha sido detectado en una fase muy breve de su vida.

Utilizando el VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, Olivier Chesneau (Observatorio de la Costa Azul, Niza, Francia) y un equipo internacional de colaboradores ha descubierto que la estrella amarilla hipergigante HR 5171 A [1] es tremendamente enorme — 1.300 veces el diámetro del Sol y mucho mayor de lo esperado [2]. Esto la convierte en la estrella amarilla más grande conocida. También está en la lista de las diez estrellas más grandes conocidas — es un 50% más grande que la famosa supergigante roja Betelgeuse — y es alrededor de un millón de veces más brillante que el Sol.

“Las nuevas observaciones también mostraron que esta estrella tiene una compañera muy cercana, formando un sistema binario que nos ha sorprendido” afirma Chesneau. “Las dos estrellas están tan cerca la una de la otra que se tocan y todo el sistema parece un cacahuete gigante”.

Los astrónomos utilizaron una técnica llamada interferometría para combinar la luz recogida por múltiples telescopios individuales, recreando un telescopio gigante de más de 140 metros de tamaño. Los nuevos resultados llevaron al equipo a investigar minuciosamente antiguas observaciones de la estrella, llevadas a cabo durante más de sesenta años, para ver cómo se había comportado en el pasado [3].

Las amarillas hipergigantes son muy poco usuales, solo se conocen alrededor de una docena en nuestra galaxia, y el ejemplo más destacado es Ro de Casiopea. Están entre las estrellas más grandes y brillantes conocidas y se encuentran en un momento de sus vidas muy inestable, con rápidos cambios. Debido a esta inestabilidad, las hipergigantes amarillas expelen material hacia el exterior, formando una atmósfera grande y extendida alrededor de la estrella.

A pesar de la gran distancia que lo separa de la Tierra (cerca de 12.000 años luz), el objeto puede verse a ojo [4] agudizando la vista. Se ha descubierto que HR 5171 A, a lo largo de los últimos cuarenta años, está haciéndose cada vez más grande, enfriándose a medida que crece, y su evolución ha sido captada en pleno proceso. Muy pocas estrellas han sido captadas en esta breve fase en la que pasan por fuertes cambios de temperatura a medida que evolucionan rápidamente.

Analizando los datos de variaciones de brillo en las estrellas, utilizando observaciones de otros observatorios, los astrónomos han confirmado que el objeto es un sistema binario eclipsante en el que el componente más pequeño pasa por delante y por detrás de la estrella más grande, orbitándola. En este caso HR 5171 A es orbitada por su estrella compañera cada 1.300 días. La pequeña compañera tiene una temperatura ligeramente superior a la de la temperatura de superficie de HR 5171 A, que es de 5.000 grados Celsius.

Chesneau concluye diciendo que “La acompañante que hemos encontrado es muy importante, ya que puede influir en el destino de HR 5171 A, por ejemplo, haciendo que expulse sus capas exteriores y modificando su evolución”.

Este nuevo descubrimiento destaca lo importante que es estudiar estas enormes amarillas hipergigantes de corta vida, ya que esta información podría darnos una forma de comprender los procesos evolutivos de las estrellas masivas en general.

Notas

[1] La estrella también es conocida como V766 Cen, HD 119796 y HIP 67261.

[2] Los objetos comparables parecen ser todos estrellas tojas supergigantes que alcanzan de 1.000 a 1.500 veces el radio del Sol y tienen masas iniciales que no superan las 20–25 masas solares. Se esperaba que el radio de una amarilla supergigante fuese entre 400 y 700 veces el del Sol.

[3] Se obtuvieron datos espectrales utilizando el Telescopio Anglo–Australiano con el instrumento UCLES (University College London Echelle Spectrograph), en el Observatorio SAAO (South African Astronomical Observatory), con el instrumento PUCHEROS, de la Pontificia Universidad de Chile (PUC) y a través de las observaciones coronográficas con el instrumento del infrarrojo cercano NICI (Near-Infrared Coronagraphic Imager) instalado en el telescopio Gemini Sur. Los paquetes de datos de archivos fotométricos examinados incluyen fotometría infrarroja del SAAO obtenidos entre 1975 y 2013 y otros conjuntos de datos de entre 1983 y 2002, incluyendo observaciones llevadas a cabo por aficionados. Los autores consideran que la concordancia de los resultados profesionales con los obtenidos por el aficionado Sebastian Otero (2000–2013) es “excelente” e “ilustra la calidad de esas observaciones llevadas a cabo por astrónomos aficionados”.

[4] La magnitud visual de HR 5171 A parece variar entre una magnitud visual de 6.10 que va disminuyendo a 7.30, y puede observarse en la constelación de Centaurus (El Centauro).

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo “The yellow hypergiant HR 5171 A: Resolving a massive interacting binary in the common envelope phase”, por Chesneau et al., y aparece en la revista Astronomy & Astrophysics.

El equipo está compuesto por O. Chesneau (Laboratorio Lagrange, Univ. Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatorio de la Costa Azul, Niza, Francia [Lagrange]), A. Meilland (Lagrange), E. Chapellier (Lagrange), F. Millour (Lagrange), A.M. Van Genderen (Observatorio de Leiden, Leiden, Países Bajos), Y. Nazé (Fondos para la Investigación Científica, Lieja, Bélgica), N. Smith (Observatorio Steward, Tucson, EE.UU.), A. Spang (Lagrange), J.V. Smoker (ESO, Santiago, Chile), L. Dessart (Universidad Aix Marseille, CNRS, Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Marsella, Francia), S. Kanaan (Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chile [IFA]), Ph. Bendjoya (Lagrange), M.W. Feast (Observatorio Astronómico de Sudáfrica, Sudáfrica [SAAO]), J.H. Groh (Observatorio de Ginebra, Ginebra, Suiza), A. Lobel (Observatorio Real de Bélgica, Bruselas, Bélgica), N. Nardetto (Lagrange), S. Otero (Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables, Cambridge, MA, EE.UU.), R.D. Oudmaijer (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Leeds, Reino Unido), A.G. Tekola (SAAO y Red de Telescopios Golbales Observatorio Las Cumbres, Goleta, CA, EE.UU.), P.A. Whitelock (SAAO), C. Arcos (IFA), M. Curé (IFA) y L. Vanzi (Departamento de Ingeniería Eléctrica y Centro de Astro Ingeniería, Pontiﬁcia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de quince países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

Enlaces

Artículo de investigación (ArXiV pre-print)
Fotos del VLTI
Fotos de AMBER

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