El VLT encuentra el objeto galáctico más pequeño con chorros

Chorros saliendo de una enana marrón (Impresión artística)

Se han descubierto chorros de materia alrededor de una “estrella fallida” de muy baja masa, en un proceso que imita al visto en las estrellas jóvenes. Esto sugiere no sólo que estas “enanas marrones” se forman de una forma similar a las estrellas normales sino también que sus flujos de salida se encuentran en objetos tan masivos como de cientos de millones de soles o por debajo del tamaño de Júpiter.

La enana marrón con el nombre 2MASS1207-3932 está llena de sorpresas [1]. Su compañera, una gigante de 5 veces la masa de Júpiter, fue el primer exoplaneta confirmado del que los astrónomos pudieron obtener una imagen, abriendo de esta forma un nuevo campo de investigación – la detección directa de mundos alienígenas. Fue más tarde cuando se encontró que la enana marrón tenía un disco a su alrededor, no muy distinto del de las estrellas jóvenes.

Ahora, los astrónomos usando el Telescopio Muy Grande del ESO (VLT) han encontrado que la joven enana marrón también expulsa chorros, un comportamiento bastante similar al de las estrellas jóvenes.

La masa de la enana marrón es de sólo 24 veces la masa de Júpiter. Por tanto, es de largo el objeto más pequeño conocido con un flujo de salida. “Esto nos lleva a la tentadora posibilidad de que los planetas gigantes jóvenes pudieran también tener flujos de salida asociados”, dice Emma Whelan, autor principal del artículo que informa de los resultados.

Los flujos de salida se descubrieron usando una técnica sorprendente conocida como espectroastrometría, basada en el espectro de alta resolución tomado con el instrumento UVES del VLT. Tal técnica se requiere debido a la dificultad de la tarea. Mientras que en las estrellas jóvenes normales – conocidas como estrellas T-Tauri por ser el prototipo de su clase – los chorros son lo bastante grandes y brillantes como para verse directamente, este no es el caso en las enanas marrones: la longitud de los chorros, recuperada mediante espectroastrometría es de sólo 0,1 arcosegundo, es decir, el tamaño de una moneda de dos euros vista a una distancia de 40 kilómetros.

Los chorros se alargan a una distancia de 1000 millones de kilómetros y el material escapa de la enana marrón a una velocidad de unos pocos kilómetros por segundo.

Los astrónomos tenían que confiar en la potencia del VLT dado que las emisiones observadas son extremadamente tenues y sólo UVES del VLT podría proporcionar tanto la sensibilidad como la resolución espectral requerida.

“Descubrimientos como este dependen exclusivamente de los excelentes telescopios e instrumentos, tales como el VLT”, dice Whelan. “Nuestro resultado también remarca el increíble nivel de calidad que está disponible hoy día a los astrónomos: el primer telescopio construido por Galileo se usaba para observar las lunas de Júpiter. Hoy, los telescopios terrestres de mayor tamaño pueden usarse para ver un objeto del tamaño de Júpiter a una distancia de 200 años luz y ¡ver que tiene chorros! ”

Usando la misma técnica y el mismo telescopio, el equipo había descubierto previamente flujos de salida en otra estrella enana joven. El nuevo descubrimiento establece un récord del objeto de menor masa con chorros que se ha visto [2].

Los flujos de salida están por todas partes en el Universo, ya que se han observado escapando de los núcleos activos de las galaxias – AGNs – pero también emergiendo de las estrellas jóvenes. Las observaciones actuales demuestran que aparecen en objetos de una masa aún menor. El mecanismo de flujo es, por tanto, muy robusto en un enorme rango de masas, desde algunas decenas de millones de masas solares (para los AGNs) hasta unas decenas de la masa de Júpiter (para las enanas marrones).

Más información

Se informó de estos resultado en una Carta al Editor en Astrophysical Journal (vol. 659, p. L45): “Discovery of a Bipolar Outflow from 2MASSW J1207334-393254 a 24 MJup Brown Dwarf”, by E.T. Whelan et al.

El equipo está compuesto por Emma Whelan y Tom Ray (Instituto de Dublín para Estudios Avanzados, Irlanda), Sofia Randich y Ray Jayawardhana (Universidad de Toronto, Canadá), Francesca Bacciotti y Antonella Natta (Observatorio Astrofísico de Arcetri, Italia), Leonardo Testi (ESO), y Subu Mohanty (Harvard-Smithsonian CfA, Estados Unidos).


Información Técnica

La espectroastrometría es simplemente un ajuste Gaussiano del perfil espacial del continuo y las regiones lineales de emisión de un espectro para medir posiciones con gran precisión. De esta forma se recupera la información espacial más allá de las limitaciones de la simple observación. Por ejemplo, la espectroastrometría se ha usado principalmente para investigar la binariedad en fuentes donde la separación binaria es mucho menor de que lo que se ve y para confirmar la actividad de flujos de salida donde la línea de emisión que traza el flujo se salida se origina a una distancia mucho más pequeña de lo que se ve y parece estar confinada en la fuente. El primer paso es medir el centroide continuo, es decir, la posición de origen. El perfil espacial del continuo se extrae en muchas posiciones a lo largo del eje de dispersión. Cada perfil extraido se ajusta con una Gausiana para medir la posición centroide de la emisión del continuo y el resultado es un espectro de posición del continuo. Este mapa de la posición del continuo se corrige fácilmente por la curvatura o inclinación del espectro. Se elimina el continuo siguiente y la posición de una región lineal de emisión pura se mide (de nuevo con un ajuste Gausiano) con respecto a la posición del continuo. La presencia del continuo tenderá a arrastrar la posición de la región lineal de emisión de vuelta hacia la fuente por lo que debe eliminarse. La precisión con la que puede medirse la posición con la espectroastrometría es fuertemente dependiente del ruido de la señal observada y viene dado por sigma = seeing /[2,3548(sqrt{Np})] donde Np es el número de fotones detectados. Por ejemplo para una visión de un arcosegundo y un valor de 10 000, las posiciones pueden recuperarse con una precisión de menos de 5 miliarcosegundos. Las líneas de emisión prohibidas que se encuentran en el espectro de algunas estrellas enanas jóvenes son fuertes indicaciones de actividad de flujo de salida. No obstante, las regiones no se extendieron y por esto no se pudo confirmar que originasen un flujo de salida de forma directa. Usando la espectroastrometría los astrónomos fueron capaces de demostrar que las regiones lineales estaban desplazadas pequeñas cantidades respecto al continuo de la enana marrón (los desplazamiento son relativamente pequeños a la vista) y por tanto efectivamente trazaban un flujo de salida. Por favor ver http://www.nature.com/nature/journal/v435/n7042/suppinfo/nature03598.html para una discusión más en detalle de la técnica de espectroastrometría.

Notas

[1]: Las enanas marrones son objetos cuya masa está por debajo de las estrellas normales – se cree que el límite está en aproximadamente un 8% de la masa del Sol – pero mayores que los planetas. Al contrario que las estrellas normales, las enanas marrones son incapaces de mantener una fusión nuclear estable del hidrógeno.

[2]: La enana marrón 2MASS1207-3932 pertenece al Conjunto TW Hydrae y tiene unos 8 millones de años de antigüedad. Aunque e es relativamente jovene, esto impica que esta enana marrón es uno de los objetos galácticos más antiguos con un chorro descubierto, enfatizando el hecho de que los flujos de salida pueden persistir durante tiempos relativamente largos.

Autor: Emma Whelan
Fecha Original: 23 de mayo de 2007
Enlace Original

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