Imagen de ALMA del antiguo sistema estelar W43A. Los chorros bipolares de alta velocidad expulsados de la estrella envejecida central se ven en azul, el flujo de salida de baja velocidad se muestra en verde, y las nubes de polvo arrastradas por los chorros se muestran en naranja. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Tafoya y col.
Un equipo internacional de astrónomos que utilizó el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) capturó el mismo momento en que una vieja estrella comienza a alterar su entorno. La estrella ha expulsado chorros de gas bipolares de alta velocidad que ahora chocan con el material circundante; la edad del chorro observado se estima en menos de 60 años. Estas son características clave para comprender cómo se forman las formas complejas de las nebulosas planetarias.
Las estrellas similares al sol evolucionan hasta convertirse en gigantes rojas hinchadas en la etapa final de sus vidas. Luego, la estrella expulsa gas para formar un remanente llamado nebulosa planetaria. Existe una amplia variedad de formas de nebulosas planetarias; algunos son esféricos, pero otros son bipolares o muestran estructuras complicadas. Los astrónomos están interesados en los orígenes de esta variedad, pero el espeso polvo y el gas expulsados por una vieja estrella oscurecen el sistema y dificultan la investigación del funcionamiento interno del proceso.
Para abordar este problema, un equipo de astrónomos dirigido por Daniel Tafoya en la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, señaló a ALMA en W43A, un antiguo sistema estelar en la constelación de Aquila, el águila.
Gracias a la alta resolución de ALMA, el equipo obtuvo una vista muy detallada del espacio alrededor de W43A. "Las estructuras más notables son sus pequeños chorros bipolares, "dice Tafoya, el autor principal del trabajo de investigación publicado por el Cartas de revistas astrofísicas . El equipo descubrió que la velocidad de los chorros es tan alta como 175 km por segundo, que es mucho más alto que las estimaciones anteriores. Según esta velocidad y el tamaño de los chorros, el equipo calculó que la edad de los chorros era menor que la vida útil de un ser humano.
"Teniendo en cuenta la juventud de los aviones en comparación con la vida útil general de una estrella, es seguro decir que estamos presenciando el 'momento exacto' en el que los chorros acaban de comenzar a atravesar el gas circundante, "explica Tafoya." Cuando los chorros cortan el material circundante en unos 60 años, una sola persona puede ver el progreso de su vida ".
En el pasado, la estrella emitió gas esférico difuso. W43A acaba de comenzar a expulsar chorros bipolares que arrastran el material circundante. Los puntos brillantes en las emisiones de radio de las moléculas de agua se distribuyen alrededor de la interfaz de los chorros y el gas difuso. Crédito:NAOJ
De hecho, la imagen de ALMA traza claramente la distribución de las nubes de polvo arrastradas por los chorros, lo cual es una evidencia reveladora de que está impactando en los alrededores.
El equipo asume que este arrastre es la clave para formar una nebulosa planetaria de forma bipolar. En su escenario, la estrella envejecida originalmente expulsa gas de forma esférica y el núcleo de la estrella pierde su envoltura. Si la estrella tiene un compañero, el gas del compañero se vierte sobre el núcleo de la estrella moribunda, y una parte de este nuevo gas forma los chorros. Por lo tanto, El hecho de que la vieja estrella tenga o no una compañera es un factor importante para determinar la estructura de la nebulosa planetaria resultante.
"W43A es uno de los peculiares objetos denominados" fuente de agua ", "dice Hiroshi Imai de la Universidad de Kagoshima, Japón, un miembro del equipo. "Algunas estrellas antiguas muestran emisiones de radio características de las moléculas de agua. Suponemos que las manchas de estas emisiones de agua indican la región de interfaz entre los chorros y el material circundante. Las llamamos" fuentes de agua, "y podría ser una señal de que la fuente central es un sistema binario que lanza un nuevo jet".
"Solo hay 15 objetos de 'fuente de agua' identificados hasta la fecha, a pesar de que más de 100 mil millones de estrellas están incluidas en nuestra Vía Láctea, "explica José Francisco Gómez en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, España. "Esto probablemente se deba a que la vida útil de los chorros es bastante corta, por eso tenemos mucha suerte de ver objetos tan raros ".
Estos resultados de observación se presentaron en D. Tafoya et al. "Dar forma a la envoltura de la estrella rama gigante asintótica W43A con un chorro rápido colimado" publicado por el Cartas de revistas astrofísicas el 13 de febrero 2020.
