LAS COMPAÑERAS DAN FORMA A LA MUERTE ESTELAR

Las maravillosas formas geométricas de las envolventes estelares al final de su vida podrían ser producto de los objetos que orbitan al rededor.

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Dentro de unos seis mil millones de años, el Sol alcanzará su fase de transformación final. Mientras crece en tamaño y luminosidad, arrojará bocanadas de material hacia el espacio en forma de vientos estelares, entrará en algo que los astrónomos llaman etapa AGB, del Inglés Asymptotic Giant Branch (rama asintótica de las gigantes).

Algunos millones de años después, los desequilibrios internos entre la gravedad y las reacciones nucleares lo llevarán a la etapa de nebulosa planetaria, donde el Sol expirará definitivamente y se transformará en una bella envolvente multicolor de gases y polvo, con una enana blanca en el centro.

Si algo con vida quedaba aquí, muy probablemente ese será el fin definitivo.

Esta secuencia de eventos ocurre en todas las estrellas del Universo que tienen masa similar al Sol y poco más. Todas aquellas con entre casi 1 y 8 veces la masa solar, pasan por la etapa AGB y terminan como nebulosas planetarias.

Estrella R Aquilae, una gigante roja envejecida, en la rama asintótica de las gigantes, observada con ALMA. Crédito: KU Lauven.

Las AGB arrojan una gran cantidad de gas y polvo, formado por elementos como carbono y oxígeno, pero también por moléculas ricas en carbono, silicio, minerales pesados y sales. Estas estrellas son de las principales proveedoras de material interestelar, a partir de los cuales se forman planetas y, como en nuestro caso, vida.

A pesar de su importancia, muchas preguntas siguen abiertas sobre las AGB. En especial, la variedad de estructuras de gas y polvo en las nebulosas planetarias es mucho mayor que en sus antecesoras AGB, que hasta ahora generalmente se consideraba que tenían figuras esféricas. Si ambas etapas forman parte de un mismo camino evolutivo, la pregunta es porqué se observa esto.

Observatorio ALMA, Chile. ESO.

Así, un equipo internacional de astrónomos decidió estudiar la evolución morfológica de los vientos estelares de varias AGB, usando observaciones hechas con el conjunto de antenas ALMA, en el desierto de Chile. Este es el trabajo más exhaustivo realizado hasta el momento, usando el mismo método.

Los resultados de este trabajo muestran que las estrellas AGB observadas presentan formas muy variadas, similares a las de nebulosas planetarias, donde se puede observar patrones como de disco, figuras como de ojo, formas bipolares, espirales y hasta arcos. Además, la tasa de pérdida de material de estas estrellas también se ajusta y mejora, en comparación con datos previos.

Galería de observaciones de AGB, tomadas con ALMA. El nombre de la estrella se indica en cada caso. Los colores representan el movimiento del material: azul para el que se mueve hacia nosotros y rojo para el que se aleja. Crédito: ALMA/Decin et al.

La diversidad de formas en el material expulsado por las AGB no es cuestión de azar, sino que depende de los objetos que las acompañan, como estrellas de baja masa y planetas. Los astrónomos concluyen y confirman que la dinámica y la fuerza de gravedad de los compañeros contribuyen de manera definitiva con los patrones encontrados en las AGB.

En el artículo publicado en la revista Science, se propone un camino evolutivo de la morfología del material expulsado por las AGB, que depende de la tasa de pérdida de masa y la distancia entre la estrella principal y su compañero.

Los investigadores apuntan que en el caso del Sol, los planetas Júpiter y Saturno influirán en darle forma al gas expulsado por el Sol al final de su vida, creando una probable forma espiral, cuando nuestra estrella entre en la fase de AGB, en unos seis mil millones de años.

En realidad, la muerte de las estrellas tiene un contexto mucho más complejo que el simple final de un objeto. El material que lanzan al final de sus vidas sirve para crear más estrellas y hasta sistemas planetarios complejos. Desde un punto de vista interesante, se trata de una especie de reciclaje cósmico. Vinimos de las estrellas y tarde o temprano, regresaremos a ellas.

Más información en idioma Inglés: ASTRONOMERS SOLVE MYSTERY OF HOW PLANETARY NEBULAE ARE SHAPED

Referencia
“(Sub-)Stellar Companions Shape the Winds of Evolved Stars,” Leen Decin et al., 2020 Sep. 18, Science

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