Spitzer de la NASA, Hubble encuentran "Gemelos" de la estrella Eta Carinae en otras galaxias

ETA Carinae, el sistema estelar más luminoso y masivo dentro de 10.000 años luz, es mejor conocido por una enorme erupción en el siglo de mid-19th que lanzaron al menos 10 veces masa del Sol en el espacio. Este velo de expansión de gas y polvo que todavía envuelve a Eta Carinae, es el único objeto de su clase conocida en nuestra galaxia. Ahora un estudio usando datos de archivo de Spitzer y Hubble de la NASA telescopios espaciales ha encontrado cinco objetos con propiedades similares en otras galaxias por primera vez.

"Las estrellas más masivas siempre son raras, pero tienen un tremendo impacto en la evolución química y física de su galaxia anfitriona," dijo el científico Rubab Khan, un investigador postdoctoral Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. Estas estrellas producen y distribuyen grandes cantidades de los elementos químicos esenciales para la vida y eventualmente explotan como supernovas.

La gran erupción de ETA Carinae en la década de 1840 creó la nebulosa homúnculo billowing, reflejada aquí por Hubble y había transformado el binario en un único objeto en nuestra galaxia. Los astrónomos aún no pueden explicar qué causó esta erupción. El descubrimiento de gemelos de Eta Carinae probablemente en otras galaxias ayudará a los científicos a entender mejor esta breve fase en la vida de una estrella masiva.

Créditos: NASA, ESA y el Hubble SM4 ERO Team

Situado cerca de 7.500 años luz de distancia en la constelación meridional de Carina, Eta Carinae eclipsa el Sol por 5 millones de veces. El sistema binario consta de dos estrellas en una apretada órbita de 5,5 años. Los astrónomos estiman que la estrella más masiva tiene cerca de 90 veces la masa del Sol, mientras que el más pequeño compañero podrá exceder de 30 masas solares.

Como uno de los laboratorios más cercanos para el estudio de estrellas de alta masa, Eta Carinae ha sido un referente astronómico único desde su erupción en la década de 1840. Para entender por qué se produjo la erupción y cómo se relaciona la evolución de estrellas masivas, los astrónomos necesitan más ejemplos. Captura de estrellas raras durante la corta vida de un gran estallido acerca la aguja y el pajar niveles de dificultad y nada que Eta Carinae se habían encontrado antes estudio de Khan.

"Sabíamos que otros estaban por ahí," dijo co-investigador Krzysztof Stanek, un profesor de Astronomía en la Universidad Estatal de Ohio en Columbus. "Realmente fue una cuestión de averiguar qué buscar y ser persistentes".

Trabajando con Christopher Kochanek en el estado de Ohio, Scott Adams y George Sonneborn en Goddard, Khan desarrolló una especie de huella digital óptica e infrarroja para identificar posibles gemelos de Eta Carinae o "Gemelos de Eta" para abreviar.

Forma de polvo en el gas eyectado por una estrella masiva. Este polvo atenúa la luz ultravioleta y visible de la estrella, pero absorbe y reradia esta energía como calor en más largas longitudes de onda de infrarrojos medio. "Con Spitzer vemos un aumento constante de brillo a partir de alrededor de 3 micras y un máximo de entre 8 y 24 micras,", explicó Khan. "Mediante la comparación de esta emisión de la luz que vemos en las imágenes ópticas de Hubble, podemos determinar cuánto polvo estuvo presente y compararlo con la cantidad que vemos alrededor de Eta Carinae."

Un estudio inicial de siete galaxias desde 2012 a 2014, no suba cualquier gemelos de Eta, subrayando su rareza. Lo hizo, sin embargo, identificar una clase de estrellas menos luminosas y menos masivas de interés científico, demostrando que la búsqueda era lo suficientemente sensible para encontrar Eta Carinae y las estrellas habían estado presentes.

La cercana galaxia espiral M83 es actualmente el único conocido para alojar a dos posibles gemelos de Eta Carinae. Esta compuesto de imágenes de instrumentos de cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble muestra una galaxia llamas con estrellas recién formadas. Una alta tasa de formación estelar aumenta las posibilidades de encontrar estrellas masivas que han sufrido recientemente una explosión como Eta Carinae. Abajo: Apliques de zoom en los datos de Hubble para mostrar las ubicaciones de los gemelos de Eta de M83.

Créditos: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA) y R. Khan (GSFC y ORAU)

En una encuesta de seguimiento en el año 2015, el equipo encontró dos gemelos de Eta de candidato en la galaxia M83, situado 15 millones años luz de distancia y uno en NGC 6946, M101 y M51, ubicado entre 18 y 26 millones años luz de distancia. Estos cinco objetos imitan las propiedades ópticas y de infrarrojos de Eta Carinae, que indica que es muy probable que cada uno contiene una estrella de masa alta enterrada en cinco a 10 masas solares de gas y polvo. Estudio adicional permitirá a los astrónomos más precisamente determinar sus propiedades físicas. Los resultados fueron publicados en la edición del 20 de diciembre de The Astrophysical Journal Letters.

Investigadores encontraron probables gemelos de Eta en cuatro galaxias comparando el brillo infrarrojo y óptico de la fuente de cada candidato. Imágenes infrarrojas del telescopio espacial Spitzer de la NASA revelaron la presencia de polvo caliente alrededor de las estrellas. Comparando esta información con el brillo de cada fuente en longitudes de onda ópticos y de infrarrojo cercano como medido por instrumentos sobre el Hubble, el equipo pudo identificar candidatos Eta Carinae-como objetos. Arriba: imágenes de 3,6 micrones del candidato Eta gemelos de instrumento IRAC de Spitzer. Abajo: imágenes de 800 nanómetros de las mismas fuentes de diversos instrumentos del Hubble.

Créditos: NASA, ESA y R. Khan (GSFC y ORAU)

El telescopio de la NASA James Webb Space, listo para lanzar en el 2018 tarde, lleva un instrumento ideal para el estudio adicional de estas estrellas. El instrumento de infrarrojo medio (MIRI) tiene 10 veces la resolución angular de los instrumentos a bordo de Spitzer y es más sensible a las longitudes de onda donde Eta gemelos brillan más . "Combinado con espejo primario más grande de Webb, MIRI permitirá a los astrónomos estudiar mejor estos laboratorios estelares raros y para encontrar fuentes adicionales de esta fascinante etapa de la evolución estelar," dijo Sonneborn, científico del proyecto de la NASA para las operaciones del telescopio Webb. Tendrá a Webb observaciones para confirmar a los gemelos Eta como verdaderos familiares de Eta Carinae.

El telescopio espacial Spitzer es administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. El centro de ciencia Spitzer en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena conduce las operaciones de la ciencia.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA maneja el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, dirige las operaciones de la ciencia de Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de universidades para la investigación en Astronomía en Washington, D.C.

Francis Reddy
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland

Last Updated: Jan. 6, 2016

Editor: Ashley Morrow

Traducción: El Quelonio Volador