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✨Superestrellas gemelas tipo ETA en M83

Viernes 19 de Febrero de 2016



Eta Carinae es el sistema estelar más luminoso y masivo en 10.000 años luz de distancia a la Tierra, es más conocido por una enorme erupción que se vió en la mitad del siglo XIX que lanzó al menos 10 veces la masa del Sol hacia el espacio. Este velo en expansión de gas y polvo, que todavía envuelve Eta Carinae, hace que sea el único objeto de este tipo conocido en nuestra galaxia. Ahora, un estudio usando datos de archivo de los telescopios espaciales Spitzer y Hubble se han encontrado cinco objetos con propiedades similares por primera vez en otras galaxias. "Las estrellas más masivas son siempre raras, pero tienen un enorme impacto en la evolución química y física de su galaxia anfitriona", dijo el científico principal Rubab Khan, un investigador postdoctoral en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland. Estas estrellas producen y distribuyen grandes cantidades de los elementos químicos esenciales para la vida, y finalmente, explosionan como supernovas.

Situado a unos 7.500 años luz de distancia en la constelación austral de Carina, Eta Carinae brilla más que nuestro sol, multiplicado por 5 millones de veces. El sistema binario consiste en dos estrellas masivas en una órbita cerrada de 5,5 años. Los astrónomos estiman que la estrella más masiva tiene cerca de 90 veces la masa del Sol, mientras que la compañera más pequeña puede ser superior a 30 masas solares. Como uno de los laboratorios más cercanos para el estudio de estrellas de gran masa, Eta Carinae ha sido una piedra de toque astronómico único desde su erupción en la década de 1840. Para entender por qué se produjo la erupción y cómo se relaciona con la evolución de las estrellas masivas, los astrónomos necesitan ejemplos adicionales. La captura de raras estrellas después de la expulsión de los restos de una explosión importante, es tan difícilcomo encontrar una aguja en un pajar. En Eta Carinae se encontró antes del estudio de Khan.

"Sabíamos que otros objetos similares andaban por ahí", dijo el co-investigador Krzysztof Stanek, profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio en Columbus. "Fue realmente una cuestión de averiguar lo que se debe buscar y ser persistente". Trabajando con Scott Adams y Christopher Kochanek en la Universidad Estatal de Ohio, y George Sonneborn en Goddard, Khan desarrolló una especie de huella digital óptica e infrarroja para identificar posibles gemelas tipo Eta Carinae, o "gemelas ETA" para abreviar, que son formaciones de polvo y gas expulsado por una estrella masiva. Este polvo atenúa la estrella en luz ultravioleta y visible, pero que absorbe e irradia esta energía en forma de calor en el infrarrojo medio longitudes de onda más largas. "Con Spitzer vemos un aumento constante de brillo a partir de aproximadamente de 3 micras y a veces entre 8 y 24 micras" explicó Khan. "Al comparar esta emisión a la atenuación que vemos en las imágenes ópticas del Hubble, podríamos determinar la cantidad de polvo  que estaba presente y la comparamos con la cantidad que vemos alrededor de Eta Carinae".

Un estudio inicial de siete galaxias entre 2012 y 2014 no presentó gemelos de tipo ETA, lo que indica su rareza. Sin embargo se identifican una clase de estrellas menos masivas y menos luminosas de interés científico, demostrando que la búsqueda era lo suficientemente sensible como para que estrellas tipo ETA hubieran estado presentes. En una investigación en 2015, el equipo encontró dos gemelas candidatas a ETA en la Galaxia del Remolino del Sur M83, situada a 15 millones de años luz de distancia, y uno en NGC 6946, M101 y la Galaxia del Remolino M51, que se encuentra entre 18 y 26 millones de años luz de distancia . Estos cinco objetos imitan las propiedades ópticas e infrarrojas de Eta Carinae, lo que indica que cada uno muy probable que contiene una estrella de gran masa enterrado en cinco a 10 masas solares de gas y polvo. El estudio adicional permitirá a los astrónomos a determinar con mayor precisión sus propiedades físicas. Los hallazgos fueron publicados en la edición del 20 de diciembre del Astrophysical Journal Letters.

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) , que se lanzará a finales de 2018, lleva consigo un instrumento ideal para un mayor estudio de estas estrellas. El instrumento de infrarrojo (MIRI) tiene 10 veces la resolución angular de los instrumentos a bordo en Spitzer y es más sensible a las longitudes de onda en los gemelos Eta que brillan más. "En combinación con el mayor espejo primario del JWST, Miri permitirá a los astrónomos estudiar mejor estos laboratorios estelares raras y encontrar fuentes adicionales en esta fascinante etapa de la evolución estelar", dijo Sonneborn, científico del proyecto de la NASA para operaciones JWST. Se llevará a observaciones JWST para confirmar los gemelos a ETA como verdaderos parientes de Eta Carinae.


Crédito: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI / AURA) and R. Khan (GSFC and ORAU)