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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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Vuelve IRC+10216: “¡Que me dejéis en paz!”

Artículo publicado en Naukas el 5 de febrero de 2016

Imagen1_Tras las airadas declaraciones hechas el verano pasado en un conocido programa para celebrities estelares pidiendo respeto a su intimidad, la envoltura circunestelar IRC+10216 y su compañera, CW Leonis, ofrecen unas nuevas declaraciones en exclusiva para Naukas.

Amo a CW Leonis, y no porque sea rica -en carbono-. Estamos en un momento de madurez y queremos disfrutar de los años que nos quedan”, confiesa la envoltura IRC+10216, muy unida a su compañera estelar.

Por su parte, la estrella evolucionada afirma: “Sé que somos especiales, pero ese no es motivo para que ALMA siga dando la brasa. ¿Qué más da si tenemos una distribución peculiar del CH3CN?”.

Para quienes no estén al tanto de este tema candente (nunca mejor dicho), debemos recordar que IRC+10216 y CW Leonis mantienen una relación muy estrecha. El pasado mes de julio fueron pilladas in fraganti por la potente paparazzi (o, mejor dicho, paparazza) de la estrellas, ALMA [1]. Continue reading Vuelve IRC+10216: “¡Que me dejéis en paz!”

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IRC+10216 pide respeto a su privacidad

Sección central de una serie de imágenes que, al igual que en un escaneado, nos permiten distinguir la distribución de la materia en torno a la estrella IRC+10216. Los datos para componer esta imagen han sido obtenidos por el telescopio IRAM 30m.
Sección central de una serie de imágenes que, al igual que en un escaneado, nos permiten distinguir la distribución de la materia en torno a la estrella IRC+10216. Los datos para componer esta imagen han sido obtenidos por el telescopio IRAM 30m.

Artículo publicado en Naukas el 16 de julio de 2015

En unas declaraciones hechas a “La vida de las estrellas”, el programa de “celebrities” más caliente del momento, la envoltura circunestelar IRC+10216 ha declarado estar harta de ser perseguida por los paparazzi.

Hace ya unos cuantos años que IRC+10216 saltó a la fama por estar atravesando un momento de su vida bastante tumultuoso. Sin embargo, en las últimas etapas, confiesa estar ya muy harta de ser perseguida por los paparazzi, que insisten (de una forma que llega a ser extenuante) en dar a conocer cada detalle de su existencia cotidiana. “Estoy especialmente cansada de una tal ALMA, es que no me deja en paz”, afirma enojada. Continue reading IRC+10216 pide respeto a su privacidad

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Cómo se forma el carburo de silicio

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Un equipo de investigación, liderado por un científico del CSIC, confirma la presencia de SiCSi en torno a estrellas evolucionadas, ayudándonos a comprender cómo se forman los granos de polvo de carburo de silicio

A veces, las predicciones tardan mucho tiempo en poder confirmarse. Este ha sido el caso de la molécula SiCSi, que cuenta con dos átomos de silicio y un átomo de carbono. En la década de 1990 se predijo que esta molécula, un eslabón perdido en la formación de polvo de carburo de silicio (SiC), debería ser una especie abundante en las regiones internas de envolturas de estrellas evolucionadas ricas en carbono. La confirmación mediante observaciones astronómicas ha debido esperar más de 20 años.

La envoltura de la estrella CW Leonis es, sin duda, una fuente constante de información. Situada a unos 400 años luz de nosotros, esta estrella es una de las fuentes infrarrojas más brillantes del cielo. Debido a su proximidad, IRC+10216, la envoltura circunestelar de CW Leonis, ha sido objeto de muchos estudios porque es excepcionalmente rica en especies moleculares. De hecho, la mitad de las especies interestelares y circunestelares conocidas se han observado en esta envoltura rica en carbono. Continue reading Cómo se forma el carburo de silicio

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El misterio de la pérdida de masa en CW Leonis

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Imagen1: Distribución de la materia en torno a la estrella IRC+10216. Más información.

Analizando datos del telescopio IRAM 30m, un equipo de astrofísicos, con miembros de ASTROMOL, revela la posible existencia de una estrella compañera que, al pasar cerca de CW Leonis, “devoraría” parte de su masa, acelerando así su muerte estelar

La masa y composición química de la materia que expulsan las estrellas, son clave para nuestra comprensión de la evolución química galáctica. La principal fuente de material eyectado son las explosiones de supernova y los vientos de estrellas AGB.

La fase AGB (siglas en inglés de asymptotic giant branch, rama asintótica de las gigantes) es un periodo en la fase final de la vida de una estrella de masa intermedia. Tras agotar el hidrógeno del núcleo, comienza a utilizar el helio como “combustible”, expandiéndose y enfriándose, lanzando al entorno el material que la compone en forma de capas. Dentro de la fase AGB hay una etapa denominada de “AGB térmicamente pulsante” (TP-AGB), y se sabe que en esta etapa las estrellas proporcionan hasta tres cuartas partes de la materia que vuelve al medio interestelar. Continue reading El misterio de la pérdida de masa en CW Leonis

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Marcelino Agúndez, investigador del Grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y uno de los profesores de la “Astrochemistry’s Cool”, que se celebra en Cuenca del 14 al 18 de septiembre de 2014. Créditos: UIMP-Cuenca.

Entrevista con Marcelino Agúndez

“Para entender bien muchas de las cosas que pasan allá arriba resulta imprescindible utilizar un enfoque químico”

Investigador del Grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM) del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), Agúndez es uno de los profesores de esta escuela de astroquímica.

¿Cuáles son, desde su punto de vista, los pasos más importantes que se han dado en los últimos años en la química del espacio?

En los últimos años hemos visto varios avances importantes en el área de la astroquímica. Entre ellos cabe destacar el descubrimiento de moléculas cargadas negativamente (aniones moleculares), la detección de ArH+ (la primera molécula con un átomo de gas noble, los cuales son muy inertes químicamente), y la caracterización de atmósferas de exoplanetas.

¿En qué se centran sus seminarios y por qué una escuela como esta?

Para entender bien muchas de las cosas que pasan allá arriba (todo aquello que está relacionado con moléculas, que no es poco) resulta imprescindible utilizar un enfoque químico. En esta escuela voy a tratar de hacer una introducción a ciertos temas astrofísicos con el principal objetivo de interesar y llegar a investigadores de diferentes áreas.

En concreto, hablaré de una fuente astronómica excepcional por la riqueza de moléculas que contiene, cuyo nombre es IRC+10216, de los métodos de transporte de radiación utilizados para interpretar los espectros obtenidos en observaciones astronómicas, así como de las atmósferas de planetas, con un enfoque hacia el reciente campo de los exoplanetas.

La intención de una escuela de este tipo es juntar a investigadores de áreas diversas (química, física, astronomía), cuyas investigaciones se solapan en el estudio de muchos problemas de carácter astrofísico/astroquímico para entender mejor la metodología y las investigaciones de áreas adyacentes a las propias.

Por ejemplo, la interpretación de datos astronómicos requiere de datos químicos y físicos, los cuales se obtienen mediante experimentos de laboratorio o cálculos teóricos, y existe un gran desconocimiento por parte de los astrofísicos sobre cómo se obtienen esos datos químicos y físicos, así como por parte de los químicos y físicos sobre la manera en que los astrofísicos los utilizan.

Una mejor comprensión por ambas partes permite una colaboración más eficiente a la hora de abordar problemas concretos.

 

Enlaces:

– Sala de prensa de la “Astrochemistry’s Cool”
– Programa en pdf. de la “Astrochemistry’s Cool”
– Página de la UIMP
– Página web del Consolider Ingenio 2010 ASTROMOL

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Hashtag de la escuela en twitter: #AstroCool

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