V745 SCO: dos estrellas, tres dimensiones, y montones de la energía

Un nuevo modelo 3D de una explosión del sistema V745 SCO está ayudando a los astrónomos a aprender más sobre este sistema volátil.

V745 SCO es un sistema binario donde una Gigante Roja y una estrella Enana Blanca están en órbita muy cerca unos de otros.

Las intensas fuerzas gravitacionales de la Enano Blanca tiran de las capas externas de la Gigante Roja hacia la superficie de la estrella más pequeña, desencadenando explosiones.

Los astrónomos observaron a V745 SCO cerca de dos semanas después de su estallido más reciente en 2014 con Chandra, permitiéndoles generar este nuevo modelo 3D.

Durante décadas, los astrónomos han sabido sobre estallidos irregulares del sistema doble de la estrella V745 SCO, que se localiza cerca de 25.000 años luz de la Tierra. Los astrónomos fueron sorprendidos por sorpresa cuando los estallidos anteriores de este sistema fueron vistos en 1937 y 1989. Cuando el sistema estalló el 6 de febrero de 2014, sin embargo, los científicos estaban listos para observar el evento con un conjunto de telescopios incluyendo el Observatorio Chandra X-Ray de la NASA.

V745 SCO es un sistema estelar binario que consiste en una estrella Gigante Roja y una Enana Blanca encerrada por la gravedad. Estos dos objetos estelares orbitan tan cerca unos de otros que las capas externas del Gigante Rojo son arrastradas por la fuerza gravitacional intensa de la Enana Blanca. Este material cae gradualmente sobre la superficie de la Enana Blanca. Con el tiempo, suficiente material puede acumularse en la Enana Blanca para desencadenar una colosal explosión termonuclear, causando una dramática iluminación del binario llamado una Nova. Los astrónomos vieron a V745 SCO descolórese por un factor de mil en luz óptica en el curso de cerca de 9 días.

Los astrónomos observaron V745 SCO con Chandra poco más de dos semanas después del estallido de 2014. Su hallazgo clave fue que la mayor parte del material expulsado por la explosión se movía hacia nosotros. Para explicar esto, un equipo de científicos del INAF-Osservatorio Astronómico di Palermo, la Universidad de Palermo, y el centro Harvard-Smithsonian para la astrofísica construyeron un modelo tridimensional (3D) de la explosión, y ajustaron el modelo hasta que explicó las observaciones. En este modelo se incluyó un gran disco de gas fresco alrededor del Ecuador del binario causado por la Enana Blanca tirando de un viento de gas que fluye lejos de la Gigante Roja.

Los cálculos informáticos mostraron que la onda expansiva de la explosión Nova y el material expulsado probablemente se concentraron a lo largo de los polos norte y sur del sistema binario. Esta forma fue causada por la onda expansiva golpeando en el disco de gas fresco alrededor del binario. Esta interacción causó la onda expansiva y el material eyectado para retardar abajo a lo largo de la dirección de este disco y producir un anillo de extensión caliente, el gas que emite de la radiografía. Los rayos X del material alejándose de nosotros fueron absorbidos y bloqueados por el material que se movía hacia la Tierra, explicando por qué parecía que la mayor parte del material se movía hacia nosotros.

En la figura (foto arriba) que muestra el nuevo modelo 3D de la explosión, la onda expansiva es de color amarillo, la masa expulsada por la explosión es de color púrpura, y el disco de material más fresco, que es en su mayoría intacto por los efectos de la onda expansiva, es azul. La cavidad visible en el lado izquierdo del material expulsado (ver la versión etiquetada) es el resultado de los desechos de la superficie de la Enana Blanca que se ralentiza a medida que golpea a la Gigante Roja. A continuación se muestra una imagen óptica del Observatorio de apartadero Springs en Australia.

Una cantidad extraordinaria de energía fue lanzada durante la explosión, equivalente a cerca de 10 millones de trillones de bombas de hidrógeno. Los autores estiman que el material que pesa alrededor de una décima parte de la masa de la Tierra fue expulsado.

Mientras que este eructo de tamaño estelar era impresionante, la cantidad de masa expulsada era todavía mucho más pequeña que la cantidad de los científicos que calculan es necesario para desencadenar la explosión. Esto significa que a pesar de las explosiones recurrentes, una cantidad substancial de material se está acumulando en la superficie de la Enana Blanca. Si se acumula suficiente material, la Enano Blanca podría sufrir una explosión termonuclear y ser completamente destruida. Los astrónomos utilizan estas supernovas de tipo Ia llamadas como marcadores de distancia cósmica para medir la expansión del universo.

Los científicos también pudieron determinar la composición química del material expelido por la Nova. Su análisis de estos datos implica que la enana blanca está compuesta principalmente de carbono y oxígeno.

También se creó una impresión 3D del modelo (foto abajo). Esta impresión 3D se simplificó e imprimió en dos partes, la onda expansiva (mostrada aquí en gris) y el material expulsado (se muestra aquí en amarillo).

Un documento que describía estos resultados fue publicado en la edición del 1 de febrero de 2017 de los avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica y está disponible en línea. Los autores son Salvatore Orlando del INAF-Osservatorio Astronómico di Palermo en Italia, Jeremy Drake del Centro de Harvard-Smithsonian para la Astrofísica en Cambridge, MA y Marco Miceli de la Universidad de Palermo.

El centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa Chandra para la dirección de la misión científica de la NASA en Washington. El Observatorio Astrofísico del Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, controla la ciencia y las operaciones de vuelo de Chandra. Credit  3D Model: INAF-Osservatorio Astro. di Palermo/S.Orlando; Illustrated model: NASA/CXC/M.Weiss Release Date  September 18, 2017 Category  Normal Stars & Star Clusters, White Dwarfs & Planetary Nebulas

Traducción: El Quelonio Volador