El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha participado en el descubrimiento de un grupo de estrellas pobres en metales envueltas en una gran cantidad de polvo de hierro situadas en la Gran Nube de Magallanes. Este estudio involucró una combinación de modelos teóricos de la formación de polvo en envolturas circunestelares con observaciones infrarrojas tomadas con el Telescopio Espacial Spitzer. El trabajo incluye predicciones para el futuro telescopio espacial James Webb.

Las estrellas con masas entre una y ocho veces la masa del sol evolucionan a lo largo de la rama gigante asintótica (AGB) antes de terminar su vida como enanas blancas. Es durante esta fase rápida pero crucial cuando las estrellas se expanden a enormes dimensiones y se enfrían. perdiendo una fracción importante de su masa debido a los fuertes vientos estelares. La baja temperatura y la alta densidad de los vientos proporcionan las condiciones ideales para la condensación de los granos de polvo en sus envolturas circunestelares.

El polvo producido por las estrellas en su fase AGB y expulsado al medio interestelar es importante para la vida de las galaxias. porque comprende un componente esencial para la formación de nuevas estrellas y planetas. Caracterizar si el polvo está compuesto de componentes orgánicos en estado sólido o componentes inorgánicos y determinar la cantidad de polvo es importante para la comunidad astronómica.

Cartas de revistas astrofísicas ha publicado el nuevo estudio, que tiene respuestas a los acertijos de un peculiar grupo de estrellas AGB masivas situadas en la Gran Nube de Magallanes. Comparando las observaciones infrarrojas realizadas con el telescopio espacial Spitzer (y las predicciones para el futuro telescopio espacial James Webb) con los modelos teóricos desarrollados por este grupo, el estudio informa que estas estrellas pesan alrededor de cinco masas solares, se formaron hace unos 100 millones de años, y son pobres en metales como el hierro, magnesio y silicio. Inesperadamente, Los investigadores descubrieron que las distribuciones de energía espectral infrarroja sólo pueden reproducirse si el polvo de hierro es el componente principal de sus envolturas circunestelares. Esto es poco común alrededor de estrellas AGB masivas. Anteriormente se sabía que estas estrellas producen principalmente silicatos, magnesio y grandes cantidades de oxígeno y silicio. Pero este hallazgo es aún más sorprendente, considerando el entorno pobre en metales de las estrellas en estudio.

El estudio caracteriza por primera vez a esta clase de estrellas con propiedades espectrales únicas. "La baja metalicidad de estas estrellas gigantes crea condiciones peculiares, permitiendo la formación de grandes cantidades de polvo de hierro, "explica Ester Marini, primer autor del artículo y estudiante de doctorado en la Universidad Roma Tre. "De hecho, en entornos pobres en metales, La nucleosíntesis compleja dentro de las estrellas AGB masivas es tan avanzada que quema casi todo el magnesio y el oxígeno. necesario para formar otros tipos de polvo como los silicatos ".

En estas condiciones particulares, El polvo de hierro se convierte en el principal componente del polvo formado por estas estrellas. "Este resultado es una confirmación importante de la teoría del polvo de hierro en entornos pobres en metales, ya insinuado en evidencia observacional independiente, "dice el investigador del IAC Aníbal García Hernández, coautor del trabajo.

"La llegada del telescopio espacial James Webb (JWST) abrirá nuevas posibilidades para investigar este caso en profundidad, "dice Flavia Dell'Agli, investigador postdoctoral del IAC y segundo autor del artículo. "Ese futuro telescopio mejorará en gran medida el número de estrellas AGB extragalácticas resueltas, " ella dice, y agregó que el instrumento MIRI en el JWST será "ideal para identificar esta clase de estrellas en otras galaxias del Grupo Local".