Visualización explora la gran erupción de una estrella masiva.

El modelo de la estrella violenta Eta Carinae se basa en observaciones de múltiples longitudes de onda.

Resumen

Alguna vez fue una de las estrellas más brillantes del cielo, fácilmente visible para los marineros que navegaban por el cielo del sur a mediados de la década de 1840. Pero la estrella Eta Carinae rápidamente se desvaneció en la oscuridad después de su breve estallido. Ahora, más de un siglo y medio después, los observatorios espaciales de la NASA (que analizan desde la luz infrarroja hasta los rayos X) han permitido a los astrónomos y artistas ensamblar un modelo tridimensional de la Nebulosa del Homúnculo y las nubes de polvo y gas que la acompañan que envuelven a la petulante estrella. Más que una visualización llamativa, la historia de la Gran Erupción de 1843 y la historia de la nebulosa expulsada están diseñadas para enriquecer el aprendizaje astronómico, un objetivo clave del Universo del Aprendizaje de la NASA.

Historia de la Gran Erupción de Eta Carinae y su visualización

Una nueva visualización astronómica del Universo del Aprendizaje de la NASA muestra las emisiones de múltiples longitudes de onda (desde la luz infrarroja hasta los rayos X) y las estructuras tridimensionales que rodean a Eta Carinae, una de las estrellas más masivas y eruptivas de nuestra galaxia. El video, «Eta Carinae: La gran erupción de una estrella masiva», se publica hoy en hubblesite.org y universe-of-learning.org.

 

Eta Carinae: The Great Eruption of a Massive Star. Hubble Space Telescope.


Eta Carinae, o Eta Car, es famosa por un estallido brillante e inusual, llamado «Gran Erupción», observado en la década de 1840. Esto la convirtió brevemente en una de las estrellas más brillantes del cielo nocturno, liberando casi tanta luz visible como una explosión de supernova.

La estrella sobrevivió al estallido y se desvaneció lentamente durante las siguientes cinco décadas. La causa principal de este cambio de brillo es una pequeña nebulosa de gas y polvo, llamada Nebulosa del Homúnculo, que fue expulsada durante la explosión y bloqueó la luz de la estrella.

Las observaciones que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA y el observatorio de rayos X Chandra revelan los detalles en luz visible, ultravioleta y de rayos X. Astrónomos y artistas del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, han desarrollado modelos tridimensionales para representar la forma de reloj de arena del Homúnculo y las nubes de gas brillante que lo rodean. El resultado es un impresionante recorrido por las emisiones anidadas que da vida a las imágenes 2D en 3D.

«El equipo hizo un trabajo tan increíble al representar las capas volumétricas que los espectadores pueden comprender de forma inmediata e intuitiva la estructura compleja que rodea a Eta Car», dijo Frank Summers, científico principal de visualización en STScI y líder del proyecto. «No solo podemos contar la historia de la Gran Erupción, sino también mostrar la nebulosa resultante en 3D».

Eta Car es extremadamente brillante en longitudes de onda infrarrojas

Además, Eta Car es extremadamente brillante en longitudes de onda infrarrojas, y su radiación impacta en la Nebulosa Carina, mucho más grande, donde reside. Trabajando con las observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, el equipo pudo ubicar a Eta Car en el contexto de la deslumbrante vista infrarroja de la región de formación estelar.

«La imagen infrarroja de Spitzer nos permite mirar a través del polvo que oscurece nuestra vista en luz visible para revelar los intrincados detalles y la extensión de la Nebulosa Carina alrededor de esta brillante estrella», comentó Robert Hurt, científico líder de visualización en Caltech/IPAC y miembro del equipo.

Ampliando los objetivos del Universo de aprendizaje de la NASA, los activos de visualización promueven el aprendizaje más allá de la secuencia de video. «Podemos tomar estos modelos como el de Eta Car y usarlos en programas de impresión 3D y realidad aumentada», señaló Kim Arcand, científica principal de visualización en el Centro de Rayos X Chandra en Cambridge, Massachusetts. «Esto significa que más personas pueden poner sus manos en los datos, literalmente y virtualmente, y esto mejora el aprendizaje y la participación».

Aprendiendo sobre la vida y muerte energética de estrellas muy masivas.

Eta Carinae es una de las estrellas más masivas conocidas. Estas estrellas excepcionales son propensas a arrebatos durante su vida. Acabarán con sus vidas colapsando en un agujero negro, probablemente acompañados de una explosión de supernova. Eta Car es uno de los ejemplos más cercanos y mejor estudiados para aprender sobre la vida y muerte energética de estrellas muy masivas.

¿Quieres aprender más? 

El video de visualización y los extensos recursos relacionados, que incluirán un próximo chat en vivo en línea de Universe of Learning con Summers sobre la visualización, se pueden encontrar en https://universeunplugged.ipac.caltech.edu/video/astroviz-eta-car .

El Universo de Aprendizaje de la NASA es parte del programa de Activación Científica de la NASA. El programa Science Activation conecta a expertos científicos de la NASA, contenido y experiencias reales y líderes comunitarios de una manera que activa las mentes y promueve una comprensión más profunda de nuestro mundo y más allá. Utilizando su conexión directa con la ciencia y los expertos detrás de la ciencia, Universe of Learning de la NASA proporciona recursos y experiencias que permiten a los jóvenes, las familias y los estudiantes de por vida explorar preguntas fundamentales en la ciencia, experimentar cómo se hace la ciencia y descubrir el universo por sí mismos. .

Los materiales Universe of Learning de la NASA se basan en el trabajo respaldado por la NASA en virtud del acuerdo de cooperación número NNX16AC65A otorgado al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, en colaboración con Caltech/IPAC, Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, y Laboratorio de Propulsión a Chorro.

Fuente: Hubblesite.

Artículo original: Visualization explores a massive star’s great eruption‘. January 25, 2022.

Material relacionado

Además del link señalado en el texto, también está el sitio, que se basa principalmente en la Universidad de Minnesota:

cuya versión original fue creada para el Programa de Tesoros del HST en Eta Car en 2002-2004, pero que ahora incluye observaciones del HST de 1998 a 2018. El objetivo del sitio es el siguiente:

‘Eta Carinae (η Car) es la estrella más luminosa y poderosa visible a simple vista. Varios hechos la hacen única para la astrofísica.

  • Es la única  impostora de supernova o sobreviviente de una erupción gigante lo suficientemente cerca como para observarlo bien. En los años 1830-1860 se volvió tremendamente brillante y expulsó más del 10% de su masa, pero la mayor parte de la estrella sobrevivió. Erupciones como esa son más misteriosas que las supernovas genuinas; y son tan raros que todos los demás ejemplos conocidos ocurrieron muy lejos en otras galaxias.
  • Eta Car es también la estrella más masiva que se puede estudiar con gran detalle. En comparación con otras estrellas en términos de masa, se encuentra en el percentil 0,00000001 superior.
  • Su comportamiento ha sorprendido repetidamente a los astrónomos, con fenómenos que nadie predijo. El flujo continuo de masa es modulado por una estrella compañera en una órbita excéntrica, que varía los parámetros casi como un experimento de laboratorio.
  • Justo antes de 2000, η ​​Car comenzó a cambiar rápidamente. Lo más probable es que aún no haya vuelto al equilibrio después de su Gran Erupción, y el proceso de recuperación a largo plazo es extrañamente inestable. Esta es una pista de las inestabilidades dentro de las estrellas más masivas.
  • Sus eyecciones tienen espectros exóticos, vistos en casi ningún otro objeto conocido. Por ejemplo, algunas de las gotas gaseosas imitan un láser UV.
  • Sus parámetros y problemas están al alcance casi perfectamente con el Telescopio Espacial Hubble (HST). Por lo tanto, η Car se convirtió en uno de los objetivos Hubble más productivos, y HST revolucionó nuestro conocimiento de este tema.

La existencia de impostores de supernovas se conoce desde hace décadas, pero no han recibido mucha atención en libros y sitios web. La información publicada sobre η Car a menudo es inexacta. Esperamos que este sitio comience a llenar esos vacíos.’

Presentación sobre la evolución de ETA Carinae en la Reunión 238 de la Sociedad Americana de Astronomía.

Kris Davidson (Universidad de Minnesota) presentó la evolución de Eta Carinae a lo largo del tiempo como un «impostor de supernova». Los impostores de supernovas (SN), o erupciones gigantes, parecen explosiones SN, pero sus estrellas de alguna manera sobreviven. Si bien se han visto varios de estos, Eta Carinae es el único lo suficientemente cerca para estudiarlo en detalle. Fue una de las estrellas más brillantes del cielo a mediados del siglo XIX y expulsó entre el 10 y el 20 % de su masa. Se espera que las estrellas que pasan por este proceso regresen a sus estados normales en unos 40 años, pero Eta Carinae ha sido rara durante casi 200 años. Se descubrió que la estrella tiene una estrella compañera caliente pero más pequeña, y los vientos en colisión de la pareja hacen que el proceso de recuperación sea inestable. La estrella se ha vuelto más brillante que su nebulosa y se espera que eventualmente ionice su nebulosa, alterando dramáticamente su apariencia y propiedades.  A continuación están las diapositivas de la presentación, que hablan por sí solas:

La nueva dimensión de Eta Carinae: la impresión 3D se encuentra con la Astrofísica Computacional

El sistema estelar binario masivo Eta Carinae ha sido examinado como nunca antes en un estudio reciente. Sigue leyendo para conocer los nuevos descubrimientos de este enfoque y el potencial que abre para la investigación astrofísica.

Sobre la muerte de las estrellas masivas

Curiosidades

Aniquilación total para estrellas supermasivas.

Concepto del artista de la supernova de “inestabilidad de pares” SN 2016iet.
Crédito:
Observatorio Gemini / NSF / AURA / ilustración de Joy Pollard.

Una estrella renegada que explota en una galaxia distante ha obligado a los astrónomos a dejar de lado décadas de investigación y centrarse en una nueva raza de supernova que puede aniquilar por completo a su estrella madre, sin dejar ningún remanente. El evento emblemático, algo que los astrónomos nunca antes habían presenciado, puede representar la forma en que mueren las estrellas más masivas del Universo, incluidas las primeras estrellas.

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