Datos de ESO demuestran que las estrellas calientes están plagadas de manchas magnéticas gigantes
1 de Junio de 2020
Utilizando telescopios del Observatorio Europeo Austral (ESO), un equipo de astrónomos ha descubierto manchas gigantes en la superficie de estrellas extremadamente calientes escondidas en cúmulos estelares. Estas estrellas no sólo están plagadas de manchas magnéticas, algunas también experimentan eventos de superllamaradas, explosiones de energía varios millones de veces más energéticas que las erupciones similares que se dan en el Sol. Los hallazgos, publicados hoy en la revista Nature Astronomy, ayudan a los astrónomos a entender mejor estas desconcertantes estrellas y abren la posibilidad de resolver otros escurridizos misterios de la astronomía estelar.
El equipo, dirigido por Yazan Momany, del Observatorio Astronómico INAF de Padua (Italia), estudió un tipo particular de estrellas conocidas como estrellas de rama horizontal extrema (objetos con aproximadamente la mitad de la masa del Sol, pero cuatro a cinco veces más calientes).“Estas estrellas calientes y pequeñas son especiales porque sabemos que evitarán una de las fases finales en la vida de una estrella típica y morirán prematuramente”, afirma Momany, quien anteriormente era astrónomo del Observatorio Paranal de ESO, en Chile. “En nuestra galaxia, estos peculiares objetos calientes se asocian generalmente con la presencia de una estrella compañera cercana”.
Sin embargo, y sorprendentemente, cuando se observan estrellas de rama horizontal extrema en grupos estelares muy compactos, llamados cúmulos globulares, la gran mayoría de estas estrellas no parecen tener compañeras. El amplio seguimiento a largo plazo que el equipo hizo de estas estrellas, realizado con telescopios de ESO, también reveló que había algo más en estos misteriosos objetos. Al estudiar tres cúmulos globulares diferentes, Momany y sus colegas descubrieron que muchas de las estrellas de rama horizontal extrema que se encontraban en estos cúmulos mostraban cambios regulares en su brillo con un el transcurso que oscilaba entre unos pocos días o varias semanas.
“Tras eliminar todos los demás escenarios, sólo quedaba una posibilidad para explicar las variaciones de brillo observadas”, concluye Simone Zaggia, coautora del estudio, miembro del Observatorio Astronómico de Padua (Italia) y ex investigadora postdoctoral de ESO: “¡estas estrellas deben estar plagadas de manchas!”
Las manchas de las estrellas de rama horizontales extrema parecen ser muy diferentes de las manchas oscuras de nuestro propio Sol, pero ambas son provocadas por campos magnéticos. A diferencia de lo que ocurre en el Sol, donde lo que vemos son manchas oscuras en la superficie solar que son más frías que su entorno, las manchas de estas estrellas calientes y extremas son más brillantes y calientes que la superficie estelar circundante. También son significativamente más grandes que las manchas solares, cubriendo hasta un cuarto de la superficie de la estrella. Estas manchas son increíblemente persistentes, pueden durar décadas, mientras que las manchas solares individuales son temporales, con una duración que oscila entre unos pocos días o unos meses. A medida que las estrellas calientes giran, los puntos de la superficie van y vienen, causando los cambios visibles en el brillo.
Más allá de las variaciones de brillo debidas a las manchas, el equipo también descubrió un par de estrellas de rama horizontal extrema que mostraban superllamaradas: explosiones repentinas de energía y otra señal que indica la presencia de un campo magnético. “Son similares a las fulguraciones que vemos en nuestro propio Sol, pero diez millones de veces más energéticas”, dice el coautor del estudio Henri Boffin, astrónomo en la sede de ESO en Alemania. “Sin duda, este no era el comportamiento esperado y destaca la importancia de los campos magnéticos para explicar las propiedades de estas estrellas”.
Después de seis décadas tratando de entender las estrellas de rama horizontal extrema, los astrónomos ahora tienen una imagen más completa de ellas. Además, este hallazgo podría ayudar a explicar el origen de campos magnéticos fuertes en muchas enanas blancas, objetos que representan la etapa final en la vida de las estrellas similares al Sol y muestran similitudes con las estrellas de rama horizontal extrema. “Sin embargo” –en palabras de David Jones, miembro del equipo y ex investigador postdoctoral de ESO que actualmente trabaja en el Instituto de Astrofísica de Canarias (España)- “el panorama más amplio es que los cambios en el brillo de todas las estrellas calientes (desde jóvenes estrellas similares al Sol hasta viejas estrellas de rama horizontal extrema y enanas blancas muertas hace mucho tiempo) podrían estar conectados. Por lo tanto, podemos entender que estos objetos sufren manchas magnéticas en sus superficies de forma colectiva”.
Para llegar a este resultado, los astrónomos utilizaron varios instrumentos instalados en el Very Large Telescope (VLT) de ESO, incluyendo VIMOS, FLAMES y FORS2, así como OmegaCAM, instalado en el VLT Survey Telescope, en el Observatorio Paranal. También emplearon ULTRACAM, instalado en el Telescopio de Nueva Tecnología (NTT), que se encuentra en el Observatorio La Silla de ESO, también en Chile. El descubrimiento se produjo mientras el equipo observaba estas estrellas en la parte del ultravioleta cercano del espectro, lo que les permitió revelar la presencia de las estrellas más calientes y extremas, que destacan por su brillo de entre las estrellas más frías de los cúmulos globulares.
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “A plague of magnetic spots among the hot stars of globular clusters”, publicado hoy en la revista Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-020-1113-4).
El equipo está formado por Y. Momany (INAF Observatorio Astronómico de Padua, Italia [INAF Padua]); S. Zaggia (INAF Padua); M. Montalto (Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Padua, Italia [U. Padua]); D. Jones (Instituto de Astrofísica de Canarias y Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, España); H.M.J. Boffin (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania); S. Cassisi (INAF Observatorio Astronómico de Abruzzo e INFN Pisa, Italia); C. Moni Bidin (Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile); M. Gullieuszik (INAF Padua); I. Saviane (Observatorio Europeo Austral, Santiago, Chile); L. Monaco (Departamento de Ciencias Físicas, Universidad Andreas Bello, Santiago, Chile); E. Mason (INAF Observatorio Astronómico de Trieste, Italia); L. Girardi (INAF Padua); V. D’Orazi (INAF Padua); G. Piotto (U. Padua); A.P. Milone (U. Padua); H. Lala (U. Padua); P.B. Stetson (Instituto Herzberg de Astronomía y Astrofísica, Consejo Nacional de Investigación, Victoria, Canadá); y Y. Beletsky (Observatorio Las Campanas, Institución Carnegie de Washington, La Serena, Chile).
ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con dieciséis países miembros: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con Chile, país anfitrión, y Australia como aliado estratégico. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), el más avanzado del mundo, así como dos telescopios de rastreo: VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía), que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. ESO también es socio de dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Finalmente, en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el ELT (Extremely Large Telescope), de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.
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