Un equipo internacional de astrónomos ha captado imágenes del sistema estelar Eta Carinae con el mayor detalle hasta ahora. Eta Carinae es un colosal sistema binario que consta de dos estrellas masivas orbitando entre sí. Se encuentra casi 8, 000 años luz de la Tierra dentro de la Nebulosa Carina, una región de formación de estrellas gigantes en el brazo Carina-Sagitario de la Vía Láctea.

Las imágenes permitieron a los astrónomos observar nuevas estructuras inesperadas en el sistema binario, incluyendo una región entre las dos estrellas en la que chocan vientos estelares de velocidad extremadamente alta.

"Con estas observaciones, pudimos trazar un mapa de la zona en la que chocan los dos vientos estelares y asegurarnos de que entendemos realmente los parámetros básicos del sistema binario, "dijo Augusto Damineli, Catedrático del Instituto de Astronomía de la Universidad de São Paulo, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG-USP) en Brasil.

Damineli ha estudiado fenómenos misteriosos que involucran a Eta Carinae durante más de 20 años con el apoyo de la FAPESP y es uno de los tres autores brasileños del artículo publicado por Astronomía y Astrofísica .

Los otros dos son Mairan Macedo Teodoro, investigador del Goddard Space Flight Center de la NASA, y José Henrique Groh de Castro Moura, profesor del Trinity College Dublin en Irlanda.

Según los investigadores, el par binario Eta Carinae es tan masivo y brillante que la radiación que producen arranca átomos de sus superficies y los arroja al espacio. Esta expulsión de material atómico se conoce como viento estelar.

Los vientos furiosos de Eta Carinae son mucho más rápidos y más densos que el viento solar que emana de nuestro propio Sol. Chocan violentamente en la zona entre las dos estrellas a velocidades que pueden alcanzar los 10 millones de kilómetros por hora.

El efecto combinado de los dos vientos estelares cuando chocan entre sí a velocidades extremas es crear temperaturas de millones de grados e intensas inundaciones de radiación de rayos X.

El área central donde chocan los vientos furiosos es tan comparativamente pequeña que los telescopios en el espacio y en el suelo no han podido visualizarlos en detalle, hasta ahora.

Utilizando una nueva técnica de imagen avanzada llamada interferometría de línea de base larga infrarroja, que combina haces de luz recogidos del mismo objeto astronómico por varios telescopios para analizarlo con gran detalle, los investigadores pudieron observar la zona de colisión turbulenta por primera vez.

Hicieron esto con el Recombiner astronómico multihaz conocido como AMBER, un instrumento actualmente instalado en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) en la Instalación Paranal del Observatorio Europeo Austral en el Desierto de Atacama de Chile.

Utilizaron tres de los cuatro telescopios auxiliares del VLT, cada uno con un diámetro de 1,8 my montado sobre rieles para que puedan moverse hasta 200 m de distancia.

La nitidez de la imagen aumenta con la separación del telescopio, por lo que los astrónomos pudieron lograr un aumento de diez veces en el poder de resolución en comparación con uno de los telescopios principales de la matriz VLT, entregando por primera vez imágenes directas 50, 000 veces más fina que la visión humana tanto del viento que gira alrededor de la estrella principal de Eta Carinae como de la zona de colisión del viento entre las dos estrellas.

Usando el efecto Doppler, que permite a los astrónomos calcular con precisión qué tan rápido se mueven las estrellas y otros objetos astronómicos hacia o lejos de la Tierra, obtuvieron imágenes de los vientos estelares a diferentes velocidades, medir velocidades y densidades para compararlas con un modelo de computadora de la colisión.

"Las imágenes que obtuvimos a través del efecto Doppler muestran los vientos estelares chocando a diferentes velocidades, ", Dijo Damineli." Así que pudimos usarlos para reconstruir la forma de las paredes de la cavidad formada por la onda de choque de la colisión desde su vértice hasta las regiones más distantes ".

Los investigadores también observaron en las imágenes una inesperada estructura en forma de abanico donde el viento furioso de los más pequeños, estrella más caliente choca contra el viento más denso de la más grande del par.

El viento de la estrella secundaria es menos denso pero mucho más feroz que el viento de la estrella primaria, alcanzando velocidades de 3, 000 km por segundo, ellos estimaron.

Sobre la base de estas velocidades estelares del viento, esperan poder crear modelos informáticos más precisos de la estructura interna de Eta Carinae y aumentar su comprensión de cómo las estrellas extremadamente masivas pierden masa a medida que evolucionan.

"Debido a que la luz de la estrella secundaria es 200-300 veces más débil que la luz de la primaria, no pudimos verlo directamente con AMBER, "Dijo Damineli." Deberíamos poder hacerlo con GRAVEDAD, un nuevo instrumento VLTI que entrará en funcionamiento pronto ".

GRAVITY es un instrumento interferométrico que opera en la banda K y combina cuatro haces de telescopio. Su mayor resolución permitirá a los astrónomos obtener imágenes interferométricas de objetos astronómicos con una precisión aún mayor y en un rango más amplio de longitudes de onda.

Según Damineli, pueden tener éxito en rastrear la estrella secundaria de Eta Carinae de un punto a otro a lo largo de su órbita de 5,5 años y trazar su elipse.

"Cuando lo hayamos hecho, por fin podremos 'pesar' la estrella secundaria. La masa es el parámetro más fundamental de una estrella, " él dijo.