Eta Carinae, la imagen con más resolución.

El interferómetro VLT capta fuertes vientos en un conocido sistema estelar masivo.
Eta Carinae, ESO.

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer) para obtener la imagen con más detalle jamás lograda del sistema estelar Eta Carinae. El equipo encontró nuevas e inesperadas estructuras en el interior del sistema binario, incluso en la zona que hay entre las dos estrellas, donde chocan vientos estelares a velocidades extremadamente altas. Esta nueva información sobre el interior de este enigmático sistema estelar podría conducir a una mejor comprensión de la evolución de las estrellas muy masivas.

Dirigido por Gerd Weigelt, del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), en Bonn, un equipo de astrónomos ha utilizado el interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), instalado en el observatorio Paranal de ESO, para obtener una imagen única del sistema estelar Eta Carinae, en la nebulosa de Carina.

Este colosal sistema binario consta de dos estrellas que se orbitan mutuamente y es muy activo, produciendo vientos estelares que viajan a velocidades de hasta 10 millones de kilómetros por hora [1]. La zona que hay entre las dos estrellas, donde chocan los vientos de cada estrella, es muy turbulenta, pero hasta ahora no había podido ser estudiada.

El poder de la pareja binaria Eta Carinae crea fenómenos impresionantes. En la década de 1830, los astrónomos observaron una "gran erupción" en el sistema. Ahora sabemos que la causa fue la expulsión, por parte de la estrella de mayor tamaño, de grandes cantidades de gas y polvo en poco tiempo, lo cual generó los característicos lóbulos que apreciamos actualmente, y que son conocidos como la nebulosa del Homúnculo. El efecto combinado de los dos vientos estelares que chocan el uno con el otro a velocidades extremas genera temperaturas de millones de grados e intensos diluvios de radiación de rayos X.

El área central de la zona donde chocan los vientos es tan comparativamente pequeña (mil veces más pequeña que la nebulosa del Homúnculo) que ni los telescopios espaciales ni los basados en tierra han sido capaces, hasta ahora, de obtener imágenes detalladas. El equipo ha utilizado la extraordinaria capacidad de resolución del instrumento AMBER, instalado en el VLTI, para asomarse a este reino violento por primera vez. Una combinación inteligente, un interferómetro, de tres de los cuatro Telescopios Auxiliares del VLT logró aumentar en diez veces la capacidad de resolución (si lo comparamos con el uso de una Unidad de Telescopio del VLT). El resultado fue la imagen con mayor resolución jamás obtenida del sistema, lo que proporcionó datos inesperados sobre su estructura interna.

La nueva imagen con más resolución de Eta Carinae.

La nueva imagen obtenida por el VLTI nos muestra claramente la estructura que existe entre las dos estrellas de Eta Carinae. Se observó una inesperada estructura en forma de abanico allí donde el salvaje viento de la estrella más pequeña y caliente choca con el viento más denso de la estrella más grande de la pareja.

"Nuestros sueños se hicieron realidad porque ahora podemos obtener imágenes extremadamente nítidas en el infrarrojo. El VLTI nos brinda una oportunidad única para mejorar nuestra comprensión física de Eta Carinae y de muchos otros objetos clave", afirma Gerd Weigelt.

Además de la imagen, las observaciones espectrales de la zona de colisión han hecho posible medir las velocidades de los intensos vientos estelares [2]. Usando estas velocidades, el equipo de astrónomos fue capaz de producir modelos de ordenador más precisos de la estructura interna de este fascinante sistema estelar, lo cual nos ayudará a comprender mejor cómo pierden masa y evolucionan este tipo de estrellas extremadamente masivas.

Dieter Schertl (MPIfR), miembro del equipo, nos habla del futuro: "Los nuevos instrumentos del VLTI, GRAVITY y MATISSE, nos permitirán obtener imágenes interferométricas con precisión aún mayor y sobre una gama más amplia de longitudes de onda. Se necesita un amplio rango de longitudes de onda para obtener las propiedades físicas de muchos objetos astronómicos".

Notas
[1] Las dos estrellas son tan masivas y luminosas que la radiación que producen arranca sus superficies y las arroja al espacio. Esta expulsión de material estelar se conoce como "viento estelar", y puede viajar a millones de kilómetros por hora.

[2] Las medidas se realizaron utilizando del efecto Doppler. Los astrónomos utilizan el efecto Doppler (o desplazamientos) para calcular con precisión la rapidez con la que las estrellas y otros objetos astronómicos se acercan o se alejan de la Tierra. El movimiento de un objeto que se acerca o se aleja de nosotros causa un leve desplazamiento en sus líneas espectrales. A partir de este desplazamiento se puede calcular la velocidad del movimiento.


Información adicional.
Este trabajo de investigación se ha presentado en un artículo científico que aparece en la revista Astronomy and Astrophysics.

Equipo de trabajo.
El equipo está formado por G. Weigelt (Instituto Max Planck de Radioastronomía, Alemania); K.-H. Hofmann (Instituto Max Planck de Radioastronomía, Alemania); D. Schertl (Instituto Max Planck de Radioastronomía, Alemania); N. Clementel (Observatorio Astronómico de Sudáfrica, Sudáfrica); M.F. Corcoran (Centro de Vuelo Espacial Goddard, EE.UU.; Asociación de Investigación Espacial de Universidades, EE.UU.); A. Damineli (Universidad de São Paulo, Brasil); W.-J. de Wit (Observatorio Europeo Austral, Chile); R. Grellmann (Universidad de Colonia, Alemania); J. Groh (La Universidad de Dublín, Irlanda); S. Guieu (Observatorio Europeo Austral, Chile); T. Gull (Centro de Vuelo Espacial Goddard, EE.UU); M. Heininger (Instituto Max Planck de Radioastronomía, Alemania); D.J. Hillier (Universidad de Pittsburgh, EE.UU.); C.A. Hummel (Observatorio Europeo Austral, Alemania); S. Kraus (Universidad de Exeter, Reino Unido); T. Madura (Centro de Vuelo Espacial Goddard, EE.UU); A. Mehner (Observatorio Europeo Austral, Chile); A. Mérand (Observatorio Europeo Austral, Chile); F. Millour (Universidad de Niza Sofía Antípolis, Francia); A.F.J. Moffat (Universidad de Montreal, Canadá); K. Ohnaka (Universidad Católica del Norte, Chile); F. Patru (Observatorio Astrofísico de Arcetri, Italia); R.G. Petrov (Universidad de Niza Sofía Antípolis, Francia); S. Rengaswamy (Instituto de Astrofísica de India, India); N.D. Richardson (La Universidad de Toledo, Ee.UU.); T. Rivinius (Observatorio Europeo Austral, Chile); M. Schöller (Observatorio Europeo Austral, Alemania); M. Teodoro (Centro de Vuelo Espacial Goddard, EE.UU); y M. Wittkowski (Observatorio Europeo Austral, Alemania).

¿Qué es ESO?
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. 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, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Crédito:
ESO/G. Weigelt

¿Qué es el VLTI?
Una larga noche por delante.

La puesta de Sol suele ser señal de que otro día de trabajo acaba. Las luces de la ciudad van encendiéndose lentamente a medida que la gente llega a sus hogares, deseosa de disfrutar de una buena velada y de dormir plácidamente. Sin embargo, esto no se aplica a los astrónomos que trabajan en observatorios como el Observatorio Paranal, de ESO (en Chile). Observar las estrellas tan pronto como el Sol se oculta en el horizonte. Todo tiene que estar preparado antes del anochecer.

Esta fotografía panorámica capta al telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO en contraste con un precioso atardecer en Cerro Paranal. En esta imagen vemos las compuertas de las cúpulas del VLT abiertas y a los telescopios listos para una noche de observación del universo. El VLT es el telescopio óptico más avanzado del mundo, y consiste en cuatro telescopios unitarios (Unit Telescopes, UTs) con espejos primarios de 8,2 metros de diámetro, y cuatro telescopios auxiliares móviles (Auxiliary Telescopes, ATs) de 1,8 metros, que pueden verse en la esquina izquierda de la imagen.

Los telescopios también pueden trabajar de forma conjunta como si de un único y gigantesco telescopio se tratase: se trata de la configuración VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de ESO, que permite a los astrónomos observar los detalles más finos posibles. Esta configuración solo se usa durante un número limitado de noches al año. La mayor parte del tiempo, los telescopios unitarios de 8,2 metros se usan de forma individual.

A lo largo de los últimos 13 años, el VLT ha tenido un gran impacto en la astronomía observacional. Con la llegada del VLT, la comunidad astronómica europea ha experimentado una nueva era de descubrimientos, entre los que destacan el seguimiento de estrellas orbitando el agujero negro central de la Vía Láctea y la primera imagen de un planeta extrasolar, que son dos de los tres primeros en la lista de Top 10 de los descubrimientos astronómicos de ESO.

Los telescopios unitarios del VLT han sido bautizados con los nombres en mapuche de varios objetos celestes, el mapuche es el idioma nativo de los indígenas de algunas regiones de Chile y Argentina. De izquierda a derecha, tenemos a Antu (UT1; el Sol), Kueyen (UT2; la Luna), Melipai (UT3; la Cruz del Sur) y Yepun (UT4; Venus).

Esta fotografía fue tomada por el fotógrafo embajador de ESOBabak Tafreshi.

Crédito:
ESO/B. Tafreshi (twanight.org)


Publicado en ESO el 19 de octubre del 2.016.

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