Sondeando en el misterio de CK Vulpeculae, una explosión del pasado.
Un equipo internacional de astrónomos que utiliza el instrumento GNIRS de Gemini North ha descubierto que CK Vulpeculae, vista por primera vez como una nueva estrella brillante en 1670, está aproximadamente cinco veces más lejos de lo que se pensaba. Esto hace que la explosión de 1670 de CK Vulpeculae sea mucho más enérgica de lo que se había estimado anteriormente y la coloca en una clase misteriosa de objetos que son demasiado brillantes para ser miembros del tipo bien conocido de explosiones conocidas como novas, pero demasiado débiles para ser supernovas.
 |
| CK Vulpeculae vista con Gemini North. La enigmática nebulosa CK Vulpeculae. El equipo de astrónomos midió las velocidades y los cambios en las posiciones de los dos pequeños arcos rojizos alrededor de 1/4 del camino hacia arriba desde la parte inferior y 1/4 del camino hacia abajo desde la parte superior para ayudar a determinar que la nebulosa se está expandiendo cinco veces más rápido. de lo que se pensaba anteriormente. Crédito: Observatorio Internacional Géminis / NOIRLab / NSF / AURA. Procesamiento de imágenes: Travis Rector (Universidad de Alaska Anchorage), Jen Miller (Observatorio Gemini / NOIRLab de NSF), Mahdi Zamani y Davide de Martin |
Hace 350 años, el monje francés Anthelme Voituret vio cómo una nueva estrella brillante cobraba vida en la constelación de Vulpecula. Durante los meses siguientes, la estrella se volvió casi tan brillante como Polaris (la Estrella del Norte) y fue monitoreada por algunos de los principales astrónomos del día antes de que desapareciera de la vista después de un año [1]. La nueva estrella finalmente ganó el nombre de CK Vulpeculae y durante mucho tiempo se consideró como el primer ejemplo documentado de una nova, un evento astronómico fugaz que surge de una explosión en un sistema estelar binario cercano en el que un miembro es una enana blanca, el remanente de una estrella. Estrella parecida al sol. Sin embargo, una serie de resultados recientes han puesto en duda la clasificación de larga data de CK vulpeculae como una nova.
En 2015, un equipo de astrónomos sugirió que la aparición de CK Vulpeculae en 1670 fue el resultado de dos estrellas normales que sufrieron una colisión cataclísmica. Poco más de tres años después, los mismos astrónomos propusieron además que una de las estrellas era de hecho una estrella gigante roja hinchada, tras su descubrimiento de un isótopo radiactivo de aluminio en las inmediaciones del lugar de la explosión de 1670. Para complicar aún más la imagen, un grupo separado de astrónomos propuso una interpretación diferente. En su artículo, también publicado en 2018, sugirieron que el brillo repentino en 1670 fue el resultado de la fusión entre una enana marrón, una estrella fallida demasiado pequeña para brillar a través de la fusión termonuclear que alimenta al Sol, y una enana blanca.
Ahora, añadiendo al misterio en curso que rodea a CK Vulpeculae, nuevas observaciones del Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de NSF, revelan que este enigmático objeto astronómico está mucho más lejos y ha expulsado gas a velocidades mucho más altas de lo que se informó anteriormente.
Este equipo, dirigido por Dipankar Banerjee del Laboratorio de Investigación Física de Ahmedabad, India, Tom Geballe del Observatorio Gemini y Nye Evans de la Universidad de Keele en el Reino Unido, inicialmente planeó utilizar el instrumento Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) en Gemini North en Maunakea de Hawai para confirmar la detección en 2018 de aluminio radiactivo en el corazón de CK Vulpeculae [2]. Después de darse cuenta de que detectar esto en el infrarrojo sería mucho más difícil de lo que pensaban originalmente, los astrónomos improvisaron y obtuvieron observaciones infrarrojas en toda la extensión de CK Vulpeculae, incluidas las dos volutas de nebulosidad en sus bordes más externos.
 |
| Cuadro buscador de CK Vulpeculae. Este gráfico de la posición de una nueva estrella (marcada en rojo) que apareció en el año 1670 fue registrado por el famoso astrónomo Hevelius y fue publicado por la Royal Society de Inglaterra en su revista Philosophical Transactions. Crédito: Royal Society. |
“La clave de nuestro descubrimiento fueron las medidas GNIRS obtenidas en los bordes exteriores de la nebulosa”, explicó Geballe. "La firma de los átomos de hierro desplazados al rojo y al azul detectados allí muestra que la nebulosa se está expandiendo mucho más rápidamente de lo que habían sugerido observaciones anteriores". [3]
Como explica además el autor principal y astrónomo Banerjee, “No sospechábamos que esto fuera lo que íbamos a encontrar. Fue emocionante cuando encontramos algo de gas viajando a una velocidad inesperadamente alta de aproximadamente 7 millones de km/hora. Esto insinuó una historia diferente sobre CK Vulpeculae de lo que se había teorizado ".
Al medir tanto la velocidad de expansión de la nebulosa como cuánto se habían movido los mechones más externos durante los últimos diez años, y teniendo en cuenta la inclinación de la nebulosa en el cielo nocturno, que habían sido estimadas anteriormente por otros, el equipo determinó que CK Vulpeculae se encuentra aproximadamente a 10.000 años luz de distancia del Sol, unas cinco veces más de lo que se pensaba anteriormente. Eso implica que la explosión de 1670 fue mucho más brillante, liberando aproximadamente 25 veces más energía de lo estimado previamente [4]. Esta estimación mucho mayor de la cantidad de energía liberada significa que cualquier evento que causó la aparición repentina de CK Vulpeculae en 1670 fue mucho más violento que una simple nova.
"En términos de energía liberada, nuestro hallazgo coloca a CK Vulpeculae aproximadamente a medio camino entre una nova y una supernova", comentó Evans. “Es uno de los pocos objetos de este tipo en la Vía Láctea y la causa - o causas - de los estallidos de esta clase intermedia de objetos sigue siendo desconocida. Creo que todos sabemos lo que no es CK Vulpeculae, pero nadie sabe qué es ".
La apariencia visual de la nebulosa CK Vulpeculae y las altas velocidades observadas por el equipo podrían ayudar a los astrónomos a reconocer reliquias de eventos similares, en nuestra Vía Láctea o en galaxias externas, que han ocurrido en el pasado.
“Es difícil en esta etapa ofrecer una explicación definitiva o convincente del origen de la erupción de 1670 de CK Vulpeculae”, concluyó Banerjee. “Incluso 350 años después del descubrimiento de Voituret, la naturaleza de la explosión sigue siendo un misterio".
 |
| Panorama del atardecer de Géminis Norte. Vista panorámica del telescopio Gemini North al atardecer. Crédito: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / AURA / J de NSF. Árbol desmochado. |
Notas.
[1] Los astrónomos del siglo XVII que observaron la nueva estrella brillante CK Vulpeculae incluyeron al distinguido alcalde, cervecero y astrónomo polaco Johannes Hevelius y al astrónomo franco-italiano Giovanni Domenico Cassini, quien descubrió cuatro de las lunas de Saturno. Después de que desapareció de la vista en 1671, hubo numerosos intentos infructuosos a lo largo de los siglos intermedios para recuperarlo, algunos de ellos por destacados astrónomos como Halley, Pickering y Humason.
[2] Un espectrógrafo es un instrumento que divide la luz de un objeto astronómico en las longitudes de onda que lo componen, lo que permite medir la composición del gas que emite la luz, su velocidad y otros rasgos.
[3] Así como el tono de la sirena de una ambulancia cambia dependiendo de si el vehículo se acerca o se aleja de ti, los objetos astronómicos cambian de color dependiendo de si se acercan o se alejan de un observador. Los objetos que se alejan de la Tierra se vuelven más rojos (conocido como desplazamiento al rojo) y los objetos que se acercan se vuelven más azules (conocido como desplazamiento al azul).
[4] El brillo de un objeto es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de un observador. En el caso de CK Vulpeculae, si la explosión de 1670 ocurrió cinco veces más lejos, debe haber sido 52 = 25 veces más brillante.
Más información.
Esta investigación se presenta en el artículo Near-Infrared Spectroscopy of CK Vulpeculae: Revealing a Remarkably Powerful Blast from the Past que aparece en Astrophysical Journal Letters.
El equipo estaba compuesto por DPK Banerjee (División de Astronomía y Astrofísica, Laboratorio de Investigación Física de Ahmedabad), TR Geballe (Observatorio Gemini / NOIRLab de NSF), A. Evans (Laboratorios Lennard Jones, Universidad de Keele), M. Shahbandeh (Departamento de Física, Florida) Universidad Estatal),
CE Woodward (Instituto de Astrofísica de Minnesota, Universidad de Minnesota), RD Gehrz (Instituto de Astrofísica de Minnesota, Universidad de Minnesota), SPS Eyres (Facultad de Informática, Ingeniería y Ciencias, Universidad de Gales del Sur), S. Starrfield (Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio, Universidad Estatal de Arizona) y A. Zijlstra (Centro de Astrofísica Jodrell Bank, Universidad de Manchester).
Créditos: Imágenes y vídeos: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, K. Pu'uohau-Pummill, A. M. Geller/Northwestern University/CTIO/SOAR. Proceso de imagen: Travis Rector (University of Alaska Anchorage), Jen Miller (Gemini Observatory/NSF's NOIRLab), Mahdi Zamani & Davide de Martin). Music: zero-project - The Lower Dungeons (https://www.zero-project.gr/).Enlaces.
Contactos:
Dipankar Banerjee
Laboratorio de investigación física Ahmedabad
Teléfono: +91079-9825828480
Correo electrónico: dpkb12345@gmail.com
Tom Geballe
Observatorio Gemini / NOIRLab de NSF
Teléfono: + 1808-974-2519
Correo electrónico: tom.geballe@noirlab.edu
Amanda Kocz
Responsable de Prensa y Comunicaciones Internas
NOIRLab de NSF
Móvil: + 1626-524-5884
Correo electrónico: amanda.kocz@noirlab.edu
• Publicado en Gemini el 23 de noviembre del 2020, enlace publicación.
