El VLT encuentra una brillante estrella solitaria.

La brillante estrella VFTS 682 en la Gran Nube de Magallanes.

Esta imagen muestra parte de la activa región de formación estelar alrededor de la Nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, vecina de la Vía Láctea. En la parte superior izquierda se encuentra la brillante, pero solitaria estrella VFTS 682, y en el costado inferior derecho se encuentra el rico cúmulo estelar R 136. El origen de VFTS 682 es un misterio: ¿fue eyectada de R 136 o se formó en soledad? Debido al efecto del polvo, la estrella se ve rojiza en esta imagen que combina las fotografías en luz visible e infrarroja tomadas por el Wide Field Imager del telescopio de 2,2 metros MPG/ESO en el Observatorio La Silla (Chile), y el telescopio VISTA de 4,1 metros en el Observatorio Paranal (Chile). Crédito: ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit.

Gracias al Very Large Telescope de ESO en Paranal (Chile), se logró determinar que una estrella solitaria detectada previamente en una galaxia cercana es realmente tres millones de veces más brillante que nuestro Sol. Todas las “súper estrellas” similares encontradas hasta ahora se encuentran en cúmulos estelares, sin embargo este faro incandescente ilumina en la soledad. El origen de esta estrella es un misterio: ¿se formó totalmente aislada o fue eyectada desde un cúmulo? Ambas opciones desafían la comprensión de los astrónomos del proceso de formación estelar.

Un equipo internacional de astrónomos [1] utilizó el Very Large Telescope de ESO en la Región de Antofagasta, en Chile, para estudiar detalladamente la estrella VFTS 682 [2] en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia vecina a la Vía Láctea. Analizando la luz de esta estrella con el instrumento FLAMES del VLT, pudieron comprobar que posee 150 veces la masa del Sol. Hasta ahora, las estrellas de este tipo sólo han sido encontradas en los densos centros de cúmulos estelares, sin embargo VFTS 682 yace sola.

“Estábamos muy sorprendidos al encontrar una estrella tan masiva en soledad, y no en un rico cúmulo”, comenta Joachim Bestenlehner, autor principal del nuevo estudio y estudiante del Observatorio Armagh de Irlanda del Norte. “Su origen es un misterio”.

El instrumento FLAMES, montado en la plataforma Nasmyth A de Kueyen, UT2 del
Very Large Telescope de ESO. FLAMES es el espectrógrafo multiobjeto, intermedio
y de alta resolución del VLT y puede acceder a los objetivos sobre un gran campo
de visión corregido (25 arcmin de diámetro). Crédito: ESO / H.H.Heyer.

Esta estrella había sido detectada anteriormente en un rastreo de las estrellas más brillantes dentro y alrededor de la Nebulosa de la Tarántula en  la Gran Nube de Magallanes que yace en medio de una maternidad estelar: una gran región de gas, polvo y estrellas jóvenes que corresponde a la región de formación estelar más activa del Grupo Local de galaxias [3]. A primera vista se pensó que VFTS 682 era caliente, joven y brillante, pero sin nada especial. Sin embargo, el nuevo estudio realizado con el VLT reveló que la mayor parte de la energía de la estrella había sido absorbida y dispersada por nubes de polvo antes de llegar a la Tierra. Esto demostró que realmente es más luminosa de lo que se creyó, convirtiéndose en una de las estrellas más brillantes que se conocen.

La luz roja e infrarroja emitida por la estrella puede pasar a través del polvo, mientras que la luz azul y verde con una longitud de onda más corta se dispersa mucho más y finalmente se pierde. Como resultado la estrella aparece más rojiza, aunque si pudiera ser observada sin obstáculos se vería de un brillante color azul y blanco.

Además de ser muy brillante, VFTS 682 es muy caliente, con una temperatura en su superficie de unos 50.000 grados Celsius [4]. Estrellas con propiedades tan inusuales pueden terminar su corta vida no sólo como supernova, que es lo normal para estrellas muy masivas, sino incluso como un dramático estallido de rayos gamma de larga duración [5], una de las explosiones más brillantes en el Universo.

Si bien VFTS 682 se encuentra ahora sola, no está demasiado lejos del rico cúmulo estelar RMC 136 (también llamado R 136), que contiene varias “súper estrellas” similares (ver comunicado de prensa anterior) [6].

“El nuevo resultado muestra que VFTS 682 es prácticamente una gemela idéntica a una de las más brillantes súper estrellas en el corazón del cúmulo estelar R 136”, comenta Paco Najarro, otro miembro del equipo que pertenece a CAB (INTA-CSIC, España).

¿Es posible que VFTS 682 se haya formado allí y que posteriormente fuera expulsada? Estas “estrellas fugitivas” son conocidas, pero todas son más pequeñas que VFTS 682, por lo que resulta interesante comprender cómo una estrella tan pesada pudo salir eyectada desde el cúmulo como resultado de las interacciones gravitacionales.

“Al parecer es más fácil formar estrellas tan grandes y brillantes en ricos cúmulos estelares”, agrega Jorick Vink, otro integrante del equipo. “Y, aunque es posible, resulta más difícil comprender cómo estos brillantes faros pudieron formarse en soledad. Esto convierte a VFTS 682 en un objeto realmente fascinante”.

Esta imagen muestra parte de la activación de la región estelar de la
Nebulosa de la Tarántula, en el Gran Nube de Magallanes, vecina de la
Vía Láctea. En la parte superior izquierda se encuentra la brillante, pero
solitaria estrella VFTS 682, y en el costado inferior derecho se encuentra
el rico cúmulo estelar R 136. El origen de VFTS 682 es un misterio:
¿Fue eyectada de R 136 o se formó en Soledad? Debido al efecto del 
polvo, la estrella se ve rojiza en esta imagen que combina las fotografías 
en luz visible e infrarroja tomada por el Wide Field Imager del telescopio 
de 2,2 metros MPG / ESO en el Observatorio La Silla (Chile), y el 
telescopio VISTA de 4,1 metros en el Observatorio Paranal (Chile).
Crédito: ESO / M.-R. Encuesta Cioni / VISTA Magellanic Cloud.
Agradecimiento: Cambridge Astronomical Survey Unit..

Notas.

[1] El análisis de VFTS 682 fue liderado por Jorick Vink, Götz Gräfener y Joachim Bestenlehner del Observatorio de Armagh.

[2] El nombre VFTS es la abreviatura de Rastreo de la Tarántula con VLT-FLAMES, un Programa Extenso de ESO liderado por Christopher Evans del UK Astronomy Technology Centre, en Edimburgo, Reino Unido.

[3] El Grupo Local es un pequeño grupo de galaxias que incluye a la Vía Láctea y a la galaxia Andrómeda, así como a las Nubes de Magallanes y otras galaxias más pequeñas.

[4] En comparación, la temperatura de la superficie del Sol es de unos 5.500 grados Celsius.

[5] Los estallidos de rayos gamma son uno de los eventos más energéticos en el Universo y la alta radiación energética que producen puede ser detectada por sondas espaciales en órbita. Los estallidos de rayos gamma que duran más de dos segundos son denominados estallidos de larga duración y aquellos que duran menos son conocidos como estallidos de corta duración. Los de larga duración se asocian a explosiones supernova de estrellas jóvenes masivas en galaxias con formación estelar. No se sabe con certeza cómo funcionan los de corta duración, pero se piensa que su origen puede estar asociado a la fusión de dos objetos compactos, como estrellas de neutrones.

[6] Si VFTS 682 está a la misma distancia de la Tierra que R136, su distancia al centro del cúmulo sería de unos 90 años-luz. Si las distancias son significativamente diferentes, la separación podría ser mucho mayor.

Información adicional.

Este estudio fue presentado en el artículo científico “The VLT-FLAMES Tarantula Survey III: A very massive star in apparent isolation from the massive cluster R136”, que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics, enlace publicación.

El equipo está integrado por Joachim M. Bestenlehner (Observatorio Armagh, Reino Unido), Jorick S.Vink (Armagh), G. Gräfener (Armagh), F. Najarro (Centro de Astrobiología, Madrid, España), C. J. Evans (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgo, Reino Unido), N. Bastian (Excellence Cluster Universe, Garching, Alemania; University of Exeter, Reino Unido), A. Z. Bonanos (Observatorio nacional de Atenas, Grecia), E. Bressert (Exeter; ESO; Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Estados Unidos), P. A. Crowther (University of Sheffield, Reino Unido), E. Doran (Sheffield), K. Friedrich (Argelander Institute, University of Bonn, Alemania), V.Hénault-Brunet (University of Edinburgh, Reino Unido), A. Herrero (Universidad de La Laguna, Tenerife, España; ESO), A. de Koter (University of Amsterdam; Utrecht University, Holanda), N. Langer (Argelander Institute), D. J. Lennon (ESA; Space Telescope Science Institute, Baltimore, Estados Unidos), J. Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, España), H. Sana (University of Amsterdam), I. Soszynski (Warsaw University, Polonia), y W. D. Taylor (University of Edinburgh).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 15 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 enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. ESO está actualmente planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo en el cielo”.

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• Publicado el 25 de mayo del 2.011 en ESO, enlace artículo científico.