11 de septiembre de 2024
Por primera vez, los astrónomos han captado imágenes de una estrella distinta del Sol con el suficiente detalle como para seguir el movimiento del gas burbujeante en su superficie. Las imágenes de la estrella, R Doradus, se obtuvieron con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un telescopio copropiedad del Observatorio Europeo Austral (ESO), en julio y agosto de 2023. Muestran burbujas de gas gigantes y calientes, 75 veces el tamaño del Sol, que aparecen en la superficie y se hunden de nuevo en el interior de la estrella más rápido de lo esperado.
“Es la primera vez que se puede mostrar de esta manera la superficie burbujeante de una estrella real”, [1] afirma Wouter Vlemmings, profesor de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) y autor principal del estudio publicado hoy en Nature . “Nunca esperábamos que los datos fueran de tan alta calidad como para poder ver tantos detalles de la convección en la superficie estelar”.
Las estrellas producen energía en sus núcleos mediante la fusión nuclear. Esta energía puede ser transportada hacia la superficie de la estrella en forma de enormes burbujas de gas caliente, que luego se enfrían y se hunden, como una lámpara de lava. Este movimiento de mezcla, conocido como convección, distribuye los elementos pesados formados en el núcleo, como el carbono y el nitrógeno, por toda la estrella. También se cree que es responsable de los vientos estelares que transportan estos elementos al cosmos para formar nuevas estrellas y planetas.
Hasta ahora, nunca se habían seguido en detalle los movimientos de convección en estrellas distintas del Sol. Gracias a ALMA, el equipo pudo obtener imágenes de alta resolución de la superficie de R Doradus a lo largo de un mes. R Doradus es una estrella gigante roja, con un diámetro aproximadamente 350 veces el del Sol, ubicada a unos 180 años luz de la Tierra en la constelación de Dorado. Su gran tamaño y proximidad a la Tierra la convierten en un objetivo ideal para observaciones detalladas. Además, su masa es similar a la del Sol, lo que significa que es probable que R Doradus sea bastante similar a cómo se verá nuestro Sol dentro de cinco mil millones de años, una vez que se convierta en una gigante roja.
“La convección crea la hermosa estructura granular que se ve en la superficie de nuestro Sol, pero es difícil verla en otras estrellas”, añade Theo Khouri, investigador de Chalmers y coautor del estudio. “Con ALMA, no solo hemos podido ver directamente los gránulos convectivos (¡con un tamaño 75 veces mayor que el de nuestro Sol!), sino también medir por primera vez la velocidad a la que se mueven”.
Los gránulos de R Doradus parecen moverse en un ciclo de un mes, que es más rápido de lo que los científicos esperaban basándose en cómo funciona la convección en el Sol. "Todavía no sabemos cuál es la razón de la diferencia. Parece que la convección cambia a medida que una estrella envejece de maneras que aún no entendemos", dice Vlemmings. Observaciones como las que se están haciendo ahora de R Doradus nos están ayudando a entender cómo se comportan las estrellas como el Sol, incluso cuando crecen tan frías, grandes y burbujeantes como R Doradus.
“Es espectacular que ahora podamos obtener imágenes directas de los detalles de la superficie de estrellas tan lejanas y observar la física que hasta ahora solo era observable en nuestro Sol”, concluye Behzad Bojnodi Arbab, estudiante de doctorado en Chalmers que también participó en el estudio.
Notas
Más información
Esta investigación fue presentada en un artículo titulado “Escala de tiempo de convección de un mes en la superficie de una estrella gigante evolucionada” que aparecerá en Nature (doi:10.1038/s41586-024-07836-9).
El equipo está compuesto por W. Vlemmings (Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia [Chalmers]), T. Khouri (Chalmers), B. Bojnordi (Chalmers), E. De Beck (Chalmers) y M. Maercker (Chalmers).
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una colaboración entre ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) de Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI). La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en nombre de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) proporciona la dirección y la gestión unificadas de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.
El Observatorio Europeo Austral (ESO) permite a los científicos de todo el mundo descubrir los secretos del Universo para el beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de clase mundial sobre el terreno, que los astrónomos utilizan para abordar preguntas apasionantes y difundir la fascinación por la astronomía, y promovemos la colaboración internacional en materia de astronomía. Fundado como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con el estado anfitrión, Chile, y con Australia como Socio Estratégico. La sede central de ESO y su centro de visitantes y planetario, ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich, en Alemania, mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope y su interferómetro, así como telescopios de sondeo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. Junto con socios internacionales, ESO opera ALMA en Chajnantor, una instalación que observa el cielo en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo “el ojo más grande del mundo en el cielo”: el Extremely Large Telescope de ESO. Desde nuestras oficinas en Santiago, Chile, respaldamos nuestras operaciones en el país y nos relacionamos con socios y la sociedad chilena.
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