Un equipo internacional de astrónomos ha creado el mapa más detallado hasta ahora de la atmósfera de la estrella supergigante roja Antares. La sensibilidad y resolución sin precedentes tanto del Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) como del Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation revelaron el tamaño y la temperatura de la atmósfera de Antares justo por encima de la superficie de la estrella. a lo largo de su cromosfera, y todo el camino hasta la región del viento.

Estrellas rojas supergigantes, como Antares y su prima más conocida Betelgeuse, son enormes, estrellas relativamente frías al final de su vida. Están en camino de quedarse sin combustible, colapso, y convertirse en supernovas. A través de sus vastos vientos estelares, lanzan elementos pesados ​​al espacio, por lo tanto, desempeña un papel importante en la provisión de los componentes básicos esenciales para la vida en el universo. Pero es un misterio cómo se lanzan estos enormes vientos. Un estudio detallado de la atmósfera de Antares, la estrella supergigante más cercana a la Tierra, proporciona un paso crucial hacia una respuesta.

El mapa de ALMA y VLA de Antares es el mapa de radio más detallado hasta ahora de cualquier estrella, que no sea el sol. ALMA observó Antares cerca de su superficie (su fotosfera óptica) en longitudes de onda más cortas, y las longitudes de onda más largas observadas por el VLA revelaron la atmósfera de la estrella más lejos. Como se ve en luz visible, El diámetro de Antares es aproximadamente 700 veces mayor que el del Sol. Pero cuando ALMA y el VLA revelaron su atmósfera en luz de radio, la supergigante resultó ser aún más gigantesca.

"El tamaño de una estrella puede variar drásticamente según la longitud de onda de luz con la que se observe, ", explicó Eamon O'Gorman del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín en Irlanda y autor principal del estudio publicado en la edición del 16 de junio de la revista. Astronomía y Astrofísica . "Las longitudes de onda más largas del VLA revelaron la atmósfera de la supergigante hasta casi 12 veces el radio de la estrella".

Los radiotelescopios midieron la temperatura de la mayor parte del gas y plasma en la atmósfera de Antares. Lo más notable fue la temperatura en la cromosfera. Esta es la región por encima de la superficie de la estrella que se calienta por los campos magnéticos y las ondas de choque creadas por la vigorosa convección turbulenta en la superficie estelar, muy parecido al movimiento burbujeante en una olla de agua hirviendo. No se sabe mucho sobre las cromosferas, y esta es la primera vez que se detecta esta región en ondas de radio.

Gracias a ALMA y al VLA, los científicos descubrieron que la cromosfera de la estrella se extiende hasta 2,5 veces el radio de la estrella (la cromosfera de nuestro Sol es sólo 1/200 de su radio). También encontraron que la temperatura de la cromosfera es más baja de lo que han sugerido observaciones ópticas y ultravioleta anteriores. La temperatura alcanza su punto máximo a las 3, 500 grados Celsius (6, 400 grados Fahrenheit), después de lo cual disminuye gradualmente. Como comparación, la cromosfera del Sol alcanza temperaturas de casi 20, 000 grados centígrados.

"Descubrimos que la cromosfera es 'tibia' en lugar de caliente, en temperaturas estelares, "dijo O'Gorman." La diferencia se puede explicar porque nuestras mediciones de radio son un termómetro sensible para la mayor parte del gas y plasma en la atmósfera de la estrella, mientras que las observaciones ópticas y ultravioleta pasadas solo eran sensibles a gas y plasma muy calientes ".

"Creemos que las estrellas supergigantes rojas, como Antares y Betelgeuse, tienen una atmósfera no homogénea, "dijo el coautor Keiichi Ohnaka de la Universidad Católica del Norte en Chile, quien previamente observó la atmósfera de Antares en luz infrarroja." Imagínense que sus atmósferas son una pintura hecha de muchos puntos de diferentes colores, representando diferentes temperaturas. La mayor parte de la pintura contiene puntos del gas tibio que los radiotelescopios pueden ver, pero también hay puntos fríos que solo los telescopios infrarrojos pueden ver, y puntos calientes que ven los telescopios UV. Por el momento no podemos observar estos puntos individualmente, pero queremos probar eso en estudios futuros ".

En los datos de ALMA y VLA, Los astrónomos vieron por primera vez una clara distinción entre la cromosfera y la región donde los vientos comienzan a formarse. En la imagen de VLA, un viento fuerte es visible, Expulsado de Antares e iluminado por su estrella compañera más pequeña pero más caliente, Antares B.

"Cuando yo era un estudiante, Soñé con tener datos como este, "dijo el coautor Graham Harper de la Universidad de Colorado, Roca. "Conocer los tamaños y temperaturas reales de las zonas atmosféricas nos da una pista de cómo estos enormes vientos comienzan a formarse y cuánta masa se está expulsando".

"Nuestra comprensión innata del cielo nocturno es que las estrellas son solo puntos de luz. El hecho de que podamos mapear las atmósferas de estas estrellas supergigantes en detalle, es un verdadero testimonio de los avances tecnológicos en interferometría. Estas observaciones del tour de force acercan el universo, directamente en nuestro propio patio trasero, "dijo Chris Carilli del Observatorio Nacional de Radioastronomía, quien participó en las primeras observaciones de Betelgeuse en múltiples longitudes de onda de radio con el VLA en 1998.