Los satélites de la NASA detectan a una joven estrella en crecimiento acelerado.

Joven estrella atrapada en un ataque de crecimiento.

Esta ilustración muestra una estrella joven que está experimentando un crecimiento repentino. Panel superior: el material del disco polvoriento y rico en gas (naranja) más gas caliente (azul) fluye suavemente hacia la estrella, creando un punto caliente. Panel central: comienza el estallido: el disco interno se calienta, fluye más material hacia la estrella y el disco se arrastra hacia adentro. Panel inferior: el estallido está en aceleración máxima, con el disco interno fusionándose en la estrella y el gas fluyendo hacia afuera (verde). Crédito: Caltech / T. Pyle (IPAC).

Los investigadores han descubierto una estrella joven en medio de un raro brote de crecimiento, una fase dramática de la evolución estelar cuando la materia que gira alrededor de una estrella cae sobre la estrella y aumenta su masa. La estrella pertenece a una clase de estrellas en forma conocida como FU Ori's, llamada así por el miembro original del grupo, FU Orionis (las letras mayúsculas representan un esquema de denominación para las estrellas variables, y Orionis se refiere a su ubicación en la constelación de Orión). Típicamente, estas estrellas, que tienen menos de unos pocos millones de años, están escondidas detrás de gruesas nubes de polvo y son difíciles de observar. Este nuevo objeto es solo el miembro número 25 de esta clase encontrado hasta la fecha y uno de solo una docena atrapado en el acto de un arrebato.

"Estos eventos de FU Ori son extremadamente importantes en nuestra comprensión actual del proceso de formación de estrellas, pero han permanecido casi míticos porque han sido muy difíciles de observar", dice Lynne Hillenbrand, profesora de astronomía en Caltech y autora principal de un nuevo informe sobre Los hallazgos que aparecen en The Astrophysical Journal. "En realidad, esta es la primera vez que vemos uno de estos eventos como ocurre con la luz óptica e infrarroja, y estos datos nos han permitido mapear el movimiento del material a través del disco y hacia la estrella".

Una ilustración de una estrella joven que sufre un estallido, en la que el material de
un disco circundante se ha drenado en la propia estrella, aumentando su masa. El gas
se ve fluir hacia afuera en verde. Crédito: Caltech / T. Pyle (IPAC).

La estrella recién descubierta, llamada Gaia 17bpi, fue descubierta por primera vez por el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, que escanea el cielo continuamente, haciendo mediciones precisas de las estrellas en luz visible. Cuando Gaia detecta un cambio en el brillo de una estrella, se emite una alerta a la comunidad astronómica. Un estudiante graduado de la Universidad de Exeter y coautor del nuevo estudio, Sam Morrell, fue el primero en notar que la estrella se había iluminado. Luego, otros miembros del equipo hicieron un seguimiento y descubrieron que el brillo de la estrella había sido capturado accidentalmente en luz infrarroja por el satélite NEOWISE de caza de asteroides de la NASA, al mismo tiempo que lo veía Gaia, así como un año y medio antes. .

"Si bien la misión principal de NEOWISE es detectar objetos cercanos del sistema solar, también muestra imágenes de todas las estrellas y galaxias de fondo mientras se desplaza por el cielo cada seis meses", dice la coautora Roc Cutri, científica principal del Centro de datos NEOWISE en IPAC. Un centro de datos y astronomía en Caltech. "NEOWISE ha estado realizando estudios de esta forma durante cinco años, por lo que es muy eficaz para detectar cambios en el brillo de los objetos".

El Telescopio Espacial Spitzer también detectó el comienzo de la fase de iluminación de la estrella dos veces en 2014, lo que le dio a los investigadores una gran cantidad de datos infrarrojos.

La ubicación de Gaia 17bpi, que se encuentra en la constelación de Sagitta, se indica en el
centro de esta imagen tomada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / M. Kuhn (Caltech).

Los nuevos descubrimientos arrojan luz sobre algunos de los misterios de larga data que rodean la evolución de las estrellas jóvenes. Una pregunta sin respuesta es: ¿Cómo adquiere una estrella toda su masa? Las estrellas se forman del colapso de las bolas de gas y polvo. Con el tiempo, se forma un disco de material alrededor de la estrella, y la estrella continúa extrayendo material de este disco. Pero, según las observaciones anteriores, las estrellas no atraen material sobre sí mismas lo suficientemente rápido para alcanzar sus masas finales.

Los teóricos creen que los eventos FU Ori, en los cuales la masa se descarga del disco en la estrella durante un período total de aproximadamente 100 años, pueden ayudar a resolver el enigma. Los científicos creen que todas las estrellas experimentan alrededor de 10 a 20 o más veces de estos eventos de FU Ori en sus vidas, pero debido a que esta fase estelar a menudo se oculta detrás del polvo, los datos son limitados. "Alguien dibujó este escenario en la parte posterior de un sobre en la década de 1980 y, después de todo este tiempo, todavía no hemos mejorado mucho en la determinación de las tasas de eventos", dice Hillenbrand.

El nuevo estudio muestra, con el mayor detalle hasta el momento, cómo se mueve el material desde el rango medio de un disco, en una región ubicada alrededor de 1 unidad astronómica desde la estrella hasta la estrella en sí. (Una unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol). NEOWISE y Spitzer fueron los primeros en detectar signos de la acumulación de material en el centro del disco. Cuando el material comenzó a acumularse en el disco, se calentó, emitiendo luz infrarroja. Luego, cuando este material cayó sobre la estrella, se calentó aún más, emitiendo luz visible, que es lo que Gaia detectó.

"El material en el medio del disco se acumula en densidad y se vuelve inestable", dice Hillenbrand. "Luego se drena sobre la estrella, manifestándose como un arrebato".

Los investigadores utilizaron el Observatorio W. M. Keck y el Observatorio Palomar de Caltech para ayudar a confirmar la naturaleza FU Ori de la estrella recién descubierta. Dice Hillenbrand: "Se puede pensar que Gaia descubrió la escena del crimen inicial, mientras que Keck y Palomar nos señalaron la pistola humeante".

El estudio se titula, "Gaia 17bpi: un arrebato de tipo Ori FU". Otros autores incluyen: Carlos Contreras Peña y Tim Naylor de la Universidad de Exeter; Michael Kuhn y Luisa Rebull de Caltech; Simon Hodgkin de la Universidad de Cambridge; Dirk Froebrich de la Universidad de Kent; y Amy Mainzer de JPL.

Escrito por Whitney Clavin

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Whitney Clavin

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wclavin@caltech.edu

• Publicado en Caltech el 18 de diciembre del 2.018, enlace publicaión.