La visión más nítida del disco de polvo en torno a una estrella evolucionada

Entorno IRAS 08544-4431

El recuadro muestra la imagen reconstruida del VLTI, con la brillante estrella central eliminada. La vista del fondo muestra el entorno de esta estrella en la constelación de Vela. Crédito: ESO/DSS2, Davide De Martin.

Cuando se acercan al final de sus vidas, muchas estrellas desarrollan discos estables de gas y polvo que las rodean. El material de estos discos fue expulsado por vientos estelares mientras la estrella pasaba por una etapa de su evolución denominada “gigante roja”. Estos discos se asemejan a los que forman planetas alrededor de estrellas jóvenes. Pero, hasta ahora, los astrónomos no han sido capaces de comparar los dos tipos de disco, formados al principio y al final del ciclo de la vida estelar.

Aunque hay muchos discos asociados con estrellas jóvenes que están lo suficientemente cerca de nosotros como para ser estudiados en profundidad, no tenemos un equivalente de estrellas viejas con discos que estén lo bastante cerca de nosotros como para poder obtener imágenes detalladas.

Pero esta situación ha cambiado. Un equipo de astrónomos, liderado por Michel Hillen y Hans Van Winckel, del Instituto de Astronomía de Lovaina (Bélgica), ha utilizado toda la potencia del VLTI (Very Large Telescope Interferometer), instalado en el Observatorio Paranal de ESO (Chile), equipado con el instrumento PIONIER y el detector RAPID, recientemente actualizado.

Su objetivo era la vieja estrella doble IRAS 08544-4431, que se encuentra a unos 4.000 años-luz de la Tierra, en la constelación meridional de Vela (las velas). Esta doble estrella está formada por una estrella gigante roja, que expulsó el material hacia el disco de polvo circundante, y una estrella normal, menos evolucionada, que orbita cerca de ella.

Jacques Kluska, miembro del equipo de la Universidad de Exeter (Reino Unido), explica: “Combinando la luz obtenida por varios telescopios del VLTI obtuvimos una imagen de impresionante nitidez; equivalente a lo que vería un telescopio con un diámetro de 150 metros. La resolución es tan alta que, en comparación, podríamos determinar el tamaño y la forma de una moneda de un euro vista desde una distancia de 2.000 kilómetros”.

Gracias a la nitidez sin precedentes de las imágenes obtenidas por el VLTI, y a una nueva técnica de imagen que puede eliminar las estrellas centrales de la imagen para revelar lo que hay a su alrededor, el equipo pudo diseccionar todos los componentes del sistema IRAS 08544-4431 por primera vez.

Anillo alrededor de IRAS 08544-4431

Esta es la imagen reconstruida del VLTI, con la brillante estrella central eliminada. El resplandor más débil corresponde a la estrella secundaria, lo cual supuso una sorpresa para los observadores. Crédito: ESO.

Lo más destacado de la imagen es el anillo, que se ve con total claridad. El borde interno del anillo de polvo, visto por primera vez en estas observaciones, se corresponde muy bien con el esperado inicio de un disco de polvo: de estar más cerca de las estrellas, el polvo se evaporaría por la feroz radiación de las estrellas.

“También nos sorprendió encontrar un resplandor más débil que, probablemente, viene de un pequeño disco de acreción alrededor de la estrella compañera. Sabíamos que la estrella era doble, pero no esperábamos ver directamente a la compañera. Realmente, esto es posible gracias al salto en rendimiento proporcionado por el nuevo detector de PIONIER: ahora podemos ver regiones muy internas de este sistema distante”, añade el autor principal, Michel Hillen.

El equipo considera que los discos que rodean a estrellas viejas son, en realidad, muy similares a los discos que hay alrededor de las estrellas jóvenes en los que se forman planetas. Aún está por determinar si puede formarse una segunda generación de planetas alrededor de estas estrellas viejas, pero es una posibilidad intrigante.

“Nuestras observaciones y nuestros modelos abren una nueva ventana para el estudio de la física de estos discos y de la evolución estelar de estrellas dobles. Por primera vez, las complejas interacciones entre sistemas binarios cercanos y sus entornos polvorientos pueden resolverse ahora en espacio y tiempo”, concluye Hans Van Winckel.

El artículo “Imaging the dust sublimation front of a circumbinary disk” será publicado en la edición de abril de 2015 de Astronomy & Astrophysics.

Fuente: ESO

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