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¿Qué gira alrededor de esta estrella?

irc10216
Crédito: Izan Leao (Universidad Federal de Río Grande del Norte, Brasil).

Una estructura espiral que gira alrededor de IRC+10216

Nuestro cosmos está lleno de polvo de estrellas, las cenizas de estrellas que murieron y que expulsaron al medio interestelar su materia, plagándolo de gas, polvo y moléculas. Cuando las estrellas parecidas a nuestro Sol consumen el hidrógeno en sus núcleos, terminan su etapa de “secuencia principal” y da comienzo su fase final. Dado que IRC+10216 es la estrella con gran pérdida de masa más cercana a nosotros, es la estrella evolucionada más estudiada y parece guardar un secreto: no está sola.

A medida que las estrellas parecidas a nuestro Sol evolucionan hacia la fase de rama asintótica gigante (AGB, Asymptotic Giant Brach), expulsan grandes cantidades de material al medio interestelar, formando una envoltura circunestelar alrededor de estos objetos. Gracias a la precisión sin precedentes proporcionada por el enorme conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter  Array), ahora podemos estudiar las regiones más interiores de las envolturas circunestelar de esas estrellas evolucionadas.

IRC +10216 es la estrella evolucionada rica en carbono más estudiada. Situada a una distancia estimada de 424 años luz, esta estrella AGB es la estrella con alta pérdida de masa más cercana a nosotros. Esta proximidad ha permitido la detección de un gran número de moléculas en su envoltura circunestelar. Estas detecciones han proporcionado a su vez un estudio profundo y fructífero de los procesos químicos que ocurren en el material expulsado de esta estrella. La importancia de estas regiones es fundamental, ya que cubre la zona donde el polvo se forma y se acelera, y donde los granos de polvo desencadenan muchas reacciones químicas.

Pero, después de muchos estudios de diferentes grupos de investigación, una pregunta permanece sin respuesta: ¿por qué el gas se ha distribuido en capas irregulares alrededor de la estrella central? De hecho, la eyección de materia a su alrededor pasa de ser relativamente esférica, a gran escala, a relativamente compleja en las regiones más interiores.

Hay una teoría para explicar la forma de la envoltura de esta estrella evolucionada.

Estructura espiral, ¿una estrella compañera?

Entender la estructura de la envoltura circunestelar y del gas molecular alrededor de esta estrella es fundamental para revelar los procesos químicos que tienen lugar en ella. Por ejemplo, una estructura grumosa puede permitir que la radiación UV procedente del medio interestelar llegue hasta las regiones interiores del gas molecular y desencadene reacciones químicas.

También la cinemática de estas eyecciones de material nos permiten estudiar el proceso de expulsión de las zonas interiores e inferir el mecanismo implicado: los datos sugieren que la materia liberada por la eyección se está expandiendo y gira lentamente.

Dado que se espera que las capas de material eyectado por la estrella evolucionada sean esféricas, la distribución irregular a su alrededor, formando un frente espiral, puede explicarse por la presencia de una estrella compañera.

Sales como trazadoras para confirmar la presencia de una estrella compañera

La astroquímica utiliza los datos obtenidos por los diferentes instrumentos para conocer el papel de las moléculas en los procesos químicos que tienen lugar en el universo. En este trabajo, se esperaba que las moléculas portadoras de metales sirvieran para sondear en las regiones más interiores de la envoltura circunestelar que rodea a IRC +10216.

Mientras que las moléculas portadoras de aluminio (Al) parecen estar presentes en una capa más o menos esférica, la emisión molecular de las sales como el cloruro de sodio (NaCl) y el cloruro de potasio (KCl) presentan un alargamiento en las regiones interiores con un mínimo central.

Esto significa que el Al se distribuye cerca de la estrella, mientras que el NaCl y el KCl están a cierta distancia de la estrella. La forma de esta distribución (probablemente una espiral o un toro que orbita alrededor de la estrella [1]) encaja con trabajos anteriores que estudiaron la emisión de otras moléculas que propusieron antes la teoría de una estrella compañera.

Por ejemplo, se ha descubierto que la emisión de moléculas como CO, HCN y SiS tiene su pico en zonas centrales, mientras que la de radicales como CN o C3H presenta un agujero central, mostrando que la abundancia de estas moléculas aumenta relativamente lejos de la estrella. Además, se ha sugerido que el desplazamiento de estos huecos con respecto a la posición central de la estrella puede deberse al hecho de que se trate, en realidad, de un sistema binario.

Más observaciones de alta resolución angular y espectral permitirían a los investigadores limitar las características de las estructuras detectadas, pero con este trabajo, la presencia de una estrella que orbita a IRC + 10216 se convierte en la explicación que se ajusta más a la estructura espiral giratoria vista a su alrededor.

Notas:

[1] Esta estructura no se observa en las transiciones de moléculas portadoras de Al, probablemente debido a la diferencia en los momentos dipolares de estos dos conjuntos de moléculas.

Más información:

Los resultados de este trabajo se han publicado en el artículo científico “HINTS OF A ROTATING SPIRAL STRUCTURE IN THE INNERMOST REGIONS AROUND IRC+10216”, por G. Quintana-Lacaci (Grupo de Astrofísica Molecular, ICMM, CSIC, España); J. Cernicharo (Grupo de Astrofísica Molecular, ICMM, CSIC, España); M. Agúndez (Grupo de Astrofísica Molecular, ICMM, CSIC, España); L. Velilla Prieto (Grupo de Astrofísica Molecular, ICMM, CSIC; Centro de Astrobiología, INTA-CSIC, España); A. Castro-Carrizo (Instituto de Radioastronomía Milimétrica, Francia); N. Marcelino (INAF, Instituto de Radioastronomía, Italia); C. Cabezas (Grupo de Espectroscopía Molecular (GEM), Unidad asociada CSIC, Universidad de Valladolid (UVA), España); I. Peña (GEM, Unidad asociada CSIC, UVA, España); J. L. Alonso (GEM, Unidad asociada CSIC, UVA, España); J. Zúñiga (Dpto. de Química-Física, Facultad de Química de la Universidad de Murcia, España); A. Requena (Dpto. de Química-Física, Facultad de Química de la Universidad de Murcia, España); A. Bastida (Dpto. de Química-Física, Facultad de Química de la Universidad de Murcia, España); Y. Kalugina (LOMC-UMR 6294, CNRS-Universidad del Havre, Francia; Departamento de Óptica y Espectroscopía, Universidad Tomsk State, Rusia); F. Lique (LOMC-UMR 6294, CNRS-Universidad del Havre, Francia); y M. Guélin (Instituto de Radioastronomía Milimétrica; LERMA, Observatorio de París, Universidad de Investigación PSL, CNRS, Francia).

Artículo publicado originalmente en el blog de Nanocosmos:  What twirs around this star?

 

 

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Las moléculas de ASTROMOL en Cadena Ser

©2000 R. Ruiterkamp
©2000 R. Ruiterkamp

El pasado domingo, 17 de agosto, en el programa de Cadena Ser “A vivir que son dos días”, el periodista Juan Scaliter hablaba del estudio de las moléculas en el espacio y de la importancia que tiene conocer lo que hay ahí afuera. Para ello, contaron también con Guillermo Quintana-Lacaci, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM-CSIC) y miembro de ASTROMOL.

Podéis escuchar el programa desde la página de Cadena Ser:
Estudiando el universo

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