{"id":73887,"date":"2012-01-02T09:56:10","date_gmt":"2012-01-02T11:56:10","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=73887"},"modified":"2017-02-23T17:54:59","modified_gmt":"2017-02-23T20:54:59","slug":"m%c3%a1s-que-un-mero-eclipse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/m%c3%a1s-que-un-mero-eclipse\/","title":{"rendered":"M\u00e1s que un mero eclipse"},"content":{"rendered":"
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NASA, ESA, N. SMITH, THE HUBBLE HERITAGE TEAM<\/span>La estrella Eta Carinae (recuadro punteado<\/em>) se encuentra a 7.500 a\u00f1os luz de la Tierra, en la nebulosa de CarinaNASA, ESA, N. SMITH, THE HUBBLE HERITAGE TEAM<\/span><\/p><\/div>\n

La naturaleza de la tremenda y peri\u00f3dica p\u00e9rdida de luminosidad de la enigm\u00e1tica estrella gigante Eta Carinae, que cada cinco a\u00f1os y medio deja de brillar durante aproximadamente 90 d\u00edas consecutivos en ciertos rangos del espectro electromagn\u00e9tico, en particular en los rayos X, puede finalmente haber sido dilucidada por un equipo internacional de astrof\u00edsicos comandado por brasile\u00f1os. El investigador Augusto Damineli y el posdoctor Mairan Teodoro, ambos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), analizaron los datos registrados por cinco telescopios terrestres ubicados en Sudam\u00e9rica durante el \u00faltimo apag\u00f3n del astro, ocurrido entre enero y marzo de 2009, y hallaron evidencias de que ese evento literalmente oscuro esconde, a decir verdad, dos fen\u00f3menos distintos aunque interrelacionados, y no solamente uno, tal como cre\u00eda una buena parte de los astrof\u00edsicos.<\/p>\n

En primer lugar, ocurre una especie de eclipse de las emisiones de rayos X de ese sistema que, en rigor, es binario, esto es, compuesto por dos estrellas muy grandes: la principal y mayor, Eta Carinae A, con alrededor de 90 masas solares, y la secundaria, de un tama\u00f1o dos tercios menor y diez veces menos brillante, denominada Eta Carinae B. El bloqueo de la emisi\u00f3n es causado por el paso de la estrella mayor por delante del campo de visi\u00f3n de un observador situado en la Tierra. Este fen\u00f3meno, razonablemente conocido y estudiado, se extiende durante un lapso cercano a un mes, nada m\u00e1s. Pero, entonces, \u00bfc\u00f3mo se explican los otros 60 d\u00edas de apag\u00f3n? La respuesta, seg\u00fan Damineli y Teodoro, reside en la existencia de un segundo mecanismo que prolonga la p\u00e9rdida de brillo en rayos X del sistema Eta Carinae.<\/p>\n

Ni bien finaliza el eclipse, ambas estrellas se acercan al periastro, el punto m\u00e1s pr\u00f3ximo entre sus \u00f3rbitas, de unos 230 millones de kil\u00f3metros. Los vientos estelares de la Eta Carinae mayor, un haz de part\u00edculas que escapa permanentemente de su superficie, pasan a dominar el sistema binario, atrapan los vientos estelares de la estrella menor y los empujan de regreso contra la superficie de Eta Carinae B. En ese momento, ocurre lo que los astrof\u00edsicos denominan colapso de la zona de colisi\u00f3n de los vientos de ambas estrellas, que hasta entonces se encontraba en equilibrio.<\/p>\n

En t\u00e9rminos de emisi\u00f3n de luz, las consecuencias del colapso de los vientos son dos, una propuesta te\u00f3rica hasta ahora nunca observada de hecho: prolongar la duraci\u00f3n, a veces durante m\u00e1s de dos meses, de la p\u00e9rdida de brillo en el rango de los rayos X y \u2013 \u00e9sta es la gran novedad \u2013 propiciar una emisi\u00f3n en el espectro del ultravioleta. Es decir, mientras ocurre un apag\u00f3n de rayos X, aparece simult\u00e1neamente un relumbre en el ultravioleta, que hasta ahora no hab\u00eda sido reportado. “Ambos fen\u00f3menos se entremezclan y crean un cuadro complejo”, explica Damineli, quien desde hace m\u00e1s de dos d\u00e9cadas estudia a la Eta Carinae. “Si sucediesen por separado, ser\u00eda m\u00e1s f\u00e1cil divisarlos”.<\/p>\n

El nuevo trabajo de los brasile\u00f1os suministra una explicaci\u00f3n m\u00e1s detallada de la din\u00e1mica de los mecanismos involucrados en la c\u00edclica y temporaria reducci\u00f3n de luminosidad de la Eta Carinae, la estrella m\u00e1s estudiada de la V\u00eda L\u00e1ctea despu\u00e9s del Sol y una de las mayores y luminosas que se conocen. En forma esquem\u00e1tica, el primer mes de los habituales 90 d\u00edas de apag\u00f3n de rayos X podr\u00eda atribuirse al eclipse y los dos meses siguientes, al mecanismo de colapso de los vientos estelares. Las evidencias apuntan en ese sentido, pero los hechos no resultan ser tan simples.<\/p>\n

Si bien el apag\u00f3n tiene fecha de inicio, parece que no siempre la tiene de finalizaci\u00f3n. El \u00faltimo ocurrido, por ejemplo, comenz\u00f3 el 11 de enero de 2009, tal como estaba previsto, pero dur\u00f3 solamente 60 d\u00edas, un mes menos que lo esperado. “No ocurren necesariamente dos apagones iguales”, afirma Teodoro. “El eclipse parece extenderse por alrededor de 30 d\u00edas, pero el proceso de colapso de los vientos estelares presenta una duraci\u00f3n variable”. Aparentemente, ese segundo fen\u00f3meno puede extenderse entre 30 y 60 d\u00edas.<\/p>\n

Este intrincado escenario fue descrito en detalle en un art\u00edculo aceptado para publicaci\u00f3n en el\u00a0Astrophysical Journal<\/em>\u00a0(ApJ<\/em>). Aparte de Damineli y Teodoro, que son los principales autores del estudio, el trabajo est\u00e1 firmado por otros 24 investigadores de Brasil, Am\u00e9rica del Sur, Europa, Estados Unidos y Australia. Los datos obtenidos en el Observatorio Austral de Investigaci\u00f3n Astrof\u00edsica (Soar), situado en Cerro Pach\u00f3n, en los Andes chilenos \u2013 una iniciativa que tiene a Brasil como socio y uno de los m\u00e1s potentes telescopios utilizados en el estudio \u2013, fueron fundamentales para registrar indicios de los fen\u00f3menos involucrados en el apag\u00f3n de la Eta Carinae. Damineli coordina un proyecto tem\u00e1tico de la FAPESP que permitir\u00e1 la instalaci\u00f3n en el Soar de un espectr\u00f3grafo de alta resoluci\u00f3n, el Steles.<\/p>\n

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Rayos X (parte amarilla de la imagen) \u00f3ptico (en azul) Cr\u00e9dito NASA \/ CXC \/ GSFC \/ M. Corcoran et al.; NASA \/ STScI<\/span>La Eta Carinae es un sistema conformado por dos estrellas dentro de una nube de gas y polvoRayos X (parte amarilla de la imagen) \u00f3ptico (en azul) Cr\u00e9dito NASA \/ CXC \/ GSFC \/ M. Corcoran et al.; NASA \/ STScI<\/span><\/p><\/div>\n

Moribunda, explosiva y casada
\n<\/strong>Eta Carinae, uno de los cuerpos celestes m\u00e1s fascinantes de la V\u00eda L\u00e1ctea, se encuentra situada a 7.500 a\u00f1os luz de la Tierra, en la constelaci\u00f3n austral de Carina, a la derecha de la Cruz del Sur. En las clasificaciones de los astrof\u00edsicos aparece como una estrella supergigante de la rar\u00edsima clase de las variables luminosas azules que actualmente cuenta con unas pocas decenas de miembros, aunque debe haber sido com\u00fan en los comienzos del Universo. Se trata de un objeto colosal y lejano, no visible a simple vista, aunque un observador entrenado puede localizarlo en las noches de oto\u00f1o e invierno mediante unos buenos binoculares. El di\u00e1metro de la estrella principal del sistema es igual a la distancia que separa a la Tierra del Sol. Su luminosidad resulta incluso m\u00e1s impresionante, aproximadamente 5 millones de veces mayor que la del Sol. Cuando sufre su c\u00edclico apag\u00f3n cada cinco a\u00f1os y medio, deja de emitir, en los rangos de los rayos X, ultravioleta y de radio, una energ\u00eda equivalente a la de 20 mil soles.<\/p>\n

Eta Carinae se torna una estrella todav\u00eda m\u00e1s singular por reunir otras virtudes poco comunes. Con tan s\u00f3lo 2,5 millones de a\u00f1os existencia, alrededor de 1.800 veces m\u00e1s joven que el Sol, ya es un astro moribundo y potencialmente explosivo. Literalmente volar\u00e1 por el aire bajo la forma de una hipernova en cualquier momento entre ahora y algunos miles de a\u00f1os. “Su muerte producir\u00e1 una explosi\u00f3n de rayos gama, el evento m\u00e1s energ\u00e9tico que ocurre en el Universo”, afirma Damineli. Hace s\u00f3lo 170 a\u00f1os, la megaestrella aparentemente ingres\u00f3 en una fase terminal y turbulenta, en el apogeo de su decadencia. Desde entonces, tal como ocurri\u00f3 en los a\u00f1os 1840 y en menor escala en la d\u00e9cada de 1890, sufre grandes erupciones en las que pierde materia en el orden de decenas de masas solares y aumenta temporalmente su brillo. En 1843, se torn\u00f3 visible a simple vista durante el d\u00eda por un lapso de varios meses y casi tan luminosa como Sirio, la estrella m\u00e1s brillante del cielo nocturno, que se encuentra muy cerca de la Tierra, a una distancia m\u00e1xima de 30 a\u00f1os luz.<\/p>\n

En aquella \u00e9poca, tambi\u00e9n como consecuencia de la erupci\u00f3n, la megaestrella gener\u00f3 un rasgo que dificulta a\u00fan m\u00e1s su observaci\u00f3n: una densa nube de gas y polvo, conformada por dos l\u00f3bulos y denominada Hom\u00fanculo, pas\u00f3 a envolverla. “La Eta Carinae es un objeto particularmente dif\u00edcil de estudiar”, comenta el astrof\u00edsico Ross Parkin, de la Universidad Nacional de Australia, experto en la creaci\u00f3n de modelos computacionales que intentan reproducir la interacci\u00f3n de los vientos estelares de sistemas binarios y coautor del art\u00edculo (una de sus simulaciones fue utilizada en el trabajo de los brasile\u00f1os). “Resulta complicado observarla, ya que se encuentra inmersa en esa envoltura masiva de polvo”.<\/p>\n

El nombre de Damineli est\u00e1 conectado con la historia de ese misterioso objeto estelar. En contra de la opini\u00f3n de muchos, tuvo la primac\u00eda de defender, hace casi 20 a\u00f1os, la idea de que la Eta Carinae era un sistema con dos estrellas, en lugar de s\u00f3lo una, y que esa pareja de astros luminosos sufr\u00eda un apag\u00f3n peri\u00f3dico. “Eta Carinae no s\u00f3lo era gorda, sino tambi\u00e9n casada”, dice el profesor del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas (IAG) de la USP, con su talento para acu\u00f1ar frases tan graciosas como informativas. “Otorgo todo el cr\u00e9dito por esos descubrimientos a Damineli, quien fue el primero en percibirlos”, dice el veterano investigador Theodore Gull, del Goddard Space Flight Center, de la Nasa.<\/p>\n

Los brasile\u00f1os detectaron el inesperado destello ultravioleta en medio del apag\u00f3n de rayos X en 2009 en forma indirecta, mediante el registro de una peque\u00f1a emisi\u00f3n en una l\u00ednea espectral de helio ionizado, la Hell4686 A. La medici\u00f3n de valores positivos para esa l\u00ednea constituye una especie de r\u00fabrica espectral de la existencia de una fuente de rayos ultravioleta en el lugar observado. “La se\u00f1al de helio ionizado que observamos durante el apag\u00f3n de 2009 es solamente un 20% mayor que el l\u00edmite pasible de medirse con los telescopios”, dice Damineli. “Pero equivale al brillo de 10 mil soles en el extremo ultravioleta”. La captaci\u00f3n de la se\u00f1al tambi\u00e9n se vio facilitada por el cerco a la Eta Carinae que Teodoro coordin\u00f3 hace dos a\u00f1os, cuando cinco telescopios observaron a la estrella en distintos momentos. Todo esto explica por qu\u00e9 en los tres apagones previos que tambi\u00e9n fueron estudiados por la comunidad cient\u00edfica (1992, 1997 y 2003) no se reportaron emisiones en esa l\u00ednea espectral.<\/p>\n

Como tambi\u00e9n ocurre un relumbre ultravioleta durante el apag\u00f3n de rayos X, la mejor explicaci\u00f3n para que ello ocurra reside en el efecto de los vientos estelares de la Eta Carinae sobre su hermana menor. “Creo que hay muy firmes evidencias de que ello ocurre por un peque\u00f1o per\u00edodo de tiempo, durante el periastro”, afirma el astrof\u00edsico americano Michael Corcoran, del Goddard Space Flight Center, uno de los coautores del trabajo con los brasile\u00f1os. Su colega Nathan Smith, de la Universidad de Arizona, otro estudioso de la estrella, tiene una opini\u00f3n similar. “Los autores del estudio realizaron un trabajo muy cuidadoso y midieron la l\u00ednea de emisi\u00f3n del helio ionizado de una manera consistente”, expresa Smith, quien no participa del art\u00edculo en la\u00a0ApJ<\/em>. “Su an\u00e1lisis incluso parece apoyar la conclusi\u00f3n de que la zona de colisi\u00f3n de los vientos incide temporalmente sobre la estrella secundaria”.<\/p>\n

\"020_Capa_EtaCarina_191\"<\/a>La comprensi\u00f3n de las interacciones entre los vientos estelares de ambas Eta Carinae, la mayor y la menor, parece ser fundamental para dilucidar los fen\u00f3menos involucrados en el apag\u00f3n. Se trata de un juego de empellones desigual, emprendido por dos contendientes muy distintos. El viento estelar, tambi\u00e9n presente en el Sol, es un mecanismo de p\u00e9rdida de materia bajo la forma de un chorro de part\u00edculas generalmente cargadas el\u00e9ctricamente, tales como protones y electrones liberados por un gas ionizado. Mediante ese mecanismo, la gran Eta Carinae deja escapar en un s\u00f3lo d\u00eda una cantidad de masa equivalente a la de la Tierra. Su viento es bastante denso y viaja por el espacio a 600 kil\u00f3metros por segundo. “Es cinco veces m\u00e1s lento que el viento de la estrella secundaria, que presenta un car\u00e1cter m\u00e1s enrarecido”, explica Teodoro.<\/p>\n

Durante la mayor parte del tiempo, los vientos de ambas Eta Carinae est\u00e1n en equilibrio. Se encuentran en un punto situado entre las dos estrellas y esa colisi\u00f3n produce ondas de choque que determinan la emisi\u00f3n de rayos X. Son esas emisiones las que dejan de ser captadas en la Tierra durante el apag\u00f3n de la estrella. Cuando ambas estrellas se acercan demasiado, el juego de fuerzas se inclina claramente hacia el astro mayor. El viento de la estrella principal, que funciona como una pared en relaci\u00f3n con el haz de part\u00edculas de la estrella menor, retrotrae el viento de la Eta Carinae B. De eso se trata el colapso de la regi\u00f3n de choque de los vientos estelares, el fen\u00f3meno que induce una fugaz emisi\u00f3n ultravioleta en medio del apag\u00f3n de rayos X.<\/p>\n

Seg\u00fan datos aportados por la astrof\u00edsica alemana Andrea Mehner, del Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile, el viento de la estrella se torn\u00f3 m\u00e1s disperso en los \u00faltimos 10 a\u00f1os, y su densidad disminuy\u00f3 en un tercio. Sin embargo, las observaciones de Damineli no corroboran esa interpretaci\u00f3n. En su opini\u00f3n, la densidad del viento de la Eta Carinae principal no vari\u00f3 demasiado durante la \u00faltima d\u00e9cada. Una buena posibilidad de recabar mayor informaci\u00f3n sobre el pol\u00e9mico tema surgir\u00e1 en el transcurso del pr\u00f3ximo apag\u00f3n de la estrella, que se espera que comience en julio de 2014, cuando varios telescopios volver\u00e1n a apuntar sus espejos hacia el gigantesco astro.<\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nSteles: espectr\u00f3grafo de alta resoluci\u00f3n para el Soar (n\u00ba 2007\/02933-3<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Augusto Damineli \u2013 IAG\/USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 1.373.456,33 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/em>TEODORO, M.\u00a0et al<\/em>. He II 4686 in Eta Carinae: collapse of the wind-wind collision region during periastron passage<\/a>.\u00a0The Astrophysical Journal.<\/strong>\u00a0En prensa.<\/p>\n

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