V745 Sco, sistema estelar binario.

V745 Sco, dos Estrellas, tres Dimensiones y montones de energía.

Ilustración del sistema binario V745 Sco.

Durante décadas, los astrónomos han sabido sobre arrebatos irregulares del sistema de doble estrella V745 Sco, que se encuentra a unos 25.000 años luz de la Tierra. Los astrónomos fueron sorprendidos cuando los ataques anteriores de este sistema fueron vistos en 1937 y 1989. Cuando el sistema estalló el 6 de febrero de 2014, sin embargo, los científicos estaban listos para observar el acontecimiento con una serie de telescopios incluyendo el Observatorio Chandra de rayos X de la NASA.

V745 Sco es un sistema estelar binario que consta de una estrella gigante roja y una enana blanca unidas por gravedad. Estos dos objetos estelares orbitan tan cerca unos de otros que las capas externas del gigante rojo son arrastradas por la intensa fuerza gravitacional de la enana blanca, este material arrastrado cae gradualmente sobre la superficie de la enana blanca. Con el tiempo, puede acumularse suficiente material sobre la enana blanca para provocar una colosal explosión termonuclear, causando un dramático avivamiento del binario llamado nova. Los astrónomos vieron V745 Sco desvanecerse por un factor de mil en luz óptica en el transcurso de unos 9 días.

Los astrónomos observaron V745 Sco con Chandra un poco más de dos semanas después del estallido de 2014. Su conclusión clave fue que parecía que la mayor parte del material expulsado por la explosión se movía hacia nosotros. Para explicar esto, un equipo de científicos del INAF-Osservatorio Astronómico de Palermo, la Universidad de Palermo y el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica construyeron un modelo informático tridimensional (3D) de la explosión, y ajustaron el modelo hasta que explicó las observaciones. En este modelo incluían un gran disco de gas frío alrededor del ecuador del binario causado por la enana blanca tirando de un viento de gas que fluía lejos del gigante rojo.

Ilustración etiquetada del sistema binario V745 Sco en inglés.

Los cálculos de la computadora mostraron que la explosión de la nueva explosión y el material expulsado probablemente se concentraron a lo largo de los polos norte y sur del sistema binario. Esta forma fue causada por la onda de chorro golpeando en el disco de gas frío alrededor del binario. Esta interacción provocó que la onda expansiva y el material expulsado ralentizaran a lo largo de la dirección de este disco y produjeran un anillo de expansión de gas emisor de rayos X caliente. Los rayos X del material alejándose de nosotros fueron absorbidos y bloqueados principalmente por el material que se movía hacia la Tierra, explicando por qué parecía que la mayor parte del material se movía hacia nosotros.

En la figura que muestra el nuevo modelo 3D de la explosión, la onda de chorro es amarilla, la masa eyectada por la explosión es de color púrpura y el disco de material más frío, que en su mayor parte no ha sido afectado por los efectos de la onda expansiva, es azul. La cavidad visible en el lado izquierdo del material expulsado (ver la versión etiquetada) es el resultado de que los escombros de la superficie de la enana blanca que se ralentizan cuando golpea al gigante rojo. A continuación se muestra una imagen óptica de Siding Springs Observatory en Australia.

Imagen óptica de V745 Sco.

Durante la explosión se liberó una cantidad extraordinaria de energía, equivalente a unos 10 millones de billones de bombas de hidrógeno. Los autores estiman que el material que pesa alrededor de una décima parte de la masa de la Tierra fue expulsado.

Mientras que este eructo de tamaño estelar era impresionante, la cantidad de masa expulsada era todavía mucho menor que la cantidad que los científicos calculan es necesaria para desencadenar la explosión. Esto significa que a pesar de las explosiones recurrentes, una cantidad sustancial de material se está acumulando en la superficie de la enana blanca. Si se acumula suficiente material, la enana blanca podría sufrir una explosión termonuclear y ser completamente destruida. Los astrónomos usan estas supernovas de tipo Ia como marcadores de distancia cósmica para medir la expansión del Universo.

Los científicos también fueron capaces de determinar la composición química del material expulsado por la nova. Su análisis de estos datos implica que la enana blanca está compuesta principalmente de carbono y oxígeno.

También se creó una impresión 3D del modelo (foto abajo). Esta impresión 3D fue simplificada e impresa en dos partes, la onda de chorro (mostrada aquí en gris) y el material expulsado (mostrado aquí en amarillo).

Impresión en 3D del sistema binario V745 Sco.

Un artículo que describe estos resultados se publicó en la edición del 1 de febrero de 2017 de los Avisos Mensuales de la Royal Astronomical Society y está disponible ne línea. Los autores son Salvatore Orlando del INAF-Osservatorio Astronómico di Palermo en Italia, Jeremy Drake del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge, MA y Marco Miceli de la Universidad de Palermo.

El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de Chandra para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. El Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia de Chandra

Crédito Modelo 3D: 

INAF-Osservatorio Astro. di Palermo / S.Orlando;

Modelo ilustrado: 

NASA / CXC / M.Weiss

Publicado en Chandra el 18 de septiembre de 2017