Novae recurrente, ecos de luz y el misterio de T Pyxidis

Algunos de los eventos más violentos en nuestro universo fueron el tema de discusión esta mañana en el 222^{Dakota del Norte} reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Indianápolis, Indiana, cuando los investigadores revelaron observaciones recientes de ecos de luz vistos como resultado de explosiones estelares.

Un eco de luz ocurre cuando vemos polvo y material expulsado iluminado por una brillante nova. Un fenómeno similar da como resultado lo que se denomina una nebulosa de reflexión. Se dice que una estrella se vuelve nova cuando una estrella enana blanca extrae material de una estrella compañera. Este hidrógeno acumulado se acumula bajo una presión tremenda, provocando una breve explosión de fusión nuclear.

Un caso muy especial y raro es una clase de variables cataclísmicas conocidas como novas recurrentes. Se conocen menos de una docena de este tipo de estrellas en nuestra galaxia, y el caso más famoso y extraño es el de T Pyxidis.

Ubicado en la constelación sur de Pyxis, T Pyxidis generalmente ronda los +15^th magnitud, un objetivo débil incluso en un gran telescopio de jardín. Sin embargo, ha sido propenso a grandes explosiones que se aproximan al brillo a simple vista aproximadamente cada 20 años a una magnitud de +6.4. Eso es un cambio en el brillo de casi 4.000 veces.

Pero el misterio solo se ha profundizado en torno a esta estrella. Ocho arrebatos fueron monitoreados por astrónomos desde 1890 hasta 1966, y luego ... nada. Durante décadas, T Pyxidis guardó silencio. La especulación cambió de cuando T Pyxidis aparecería en por qué Esta estrella sufría de repente una larga fase de silencio.

¿Podrían los modelos para novas recurrentes necesitar una revisión?

T Pyxidis finalmente respondió a las preguntas de los astrónomos en 2011, experimentando su primer estallido en 45 años. Y esta vez, tenían a mano el telescopio espacial Hubble para presenciar el evento.

De hecho, el Hubble acababa de ser restaurado durante la visita final del transbordador espacial. Atlantis al observatorio en órbita en 2009 en STS-125 con la instalación de su Wide Field Camera 3, que se utilizó para monitorear el estallido de T Pyxidis.

La observación del Hubble del eco de la luz también proporcionó algunas sorpresas para los astrónomos.

"Esperábamos que esto fuera un caparazón esférico", dijo Arlin Crotts de la Universidad de Columbia, refiriéndose a la eyección en las proximidades de la estrella. "Esta observación muestra que es un disco, y está poblada con eyecciones de rápido movimiento de explosiones anteriores".

De hecho, este descubrimiento plantea algunas posibilidades interesantes, como proporcionar a los investigadores la capacidad de mapear la anatomía de los arrebatos anteriores de la estrella a medida que el eco de luz evoluciona e ilumina el interior tridimensional del disco como una linterna china. El disco está inclinado unos 30 grados a nuestra línea de visión, y los investigadores sugieren que la estrella compañera puede desempeñar un papel en el moldeado de su estructura de una esfera a un disco. El disco de material que rodea a T Pyxidis es enorme, aproximadamente 1 año luz de diámetro. Esto da como resultado un diámetro aparente del anillo de 6 segundos de arco (aproximadamente 1/8 del tamaño aparente de Júpiter en la oposición) como se ve desde nuestro punto de vista terrenal.

Paradójicamente, los ecos de luz pueden parecer moverse a velocidades superluminales. Esta ilusión es el resultado de la geometría del camino que toma la luz para llegar al observador, cruzando distancias similares pero llegando en diferentes momentos.

Y hablando de distancia, la medición de los ecos de luz ha dado a los astrónomos otra sorpresa. T Pyxidis se encuentra a unos 15,500 años luz de distancia, en el extremo superior del 10% del rango estimado de 6,500-16,000 años luz anteriores. Esto significa que T Pyxidis es un objeto intrínsecamente brillante, y sus estallidos son aún más enérgicos de lo que se pensaba.

Se han estudiado los ecos de luz alrededor de otras novas, pero esta ha sido la primera vez que los científicos han podido mapearlas ampliamente en 3 dimensiones.

"Todos hemos visto cómo la luz de los proyectiles de fuegos artificiales durante la gran final iluminará el humo y el hollín de los proyectiles al principio del espectáculo", dijo el miembro del equipo Stephen Lawrence de la Universidad de Hofstra. "De manera análoga, estamos utilizando la luz del último estallido de T Pyx y su propagación a la velocidad de la luz para diseccionar sus fuegos artificiales de décadas pasadas".

Los investigadores también le dijeron a la revista Space el papel que los astrónomos aficionados han jugado en el monitoreo de estos arrebatos. Solo existe mucho "tiempo de alcance", muy poco del cual puede asignarse exclusivamente al estudio de los ecos de luz. Los aficionados y los miembros de la Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO) son a menudo los primeros en alertar a los profesionales de que se está produciendo un estallido. Un ejemplo famoso de esto ocurrió en 2010, cuando la observadora del patio trasero con sede en Florida, Barbara Harris, fue la primera en detectar un estallido de novas recurrentes U Scorpii.

Y aunque T Pyxidis ahora puede estar inactivo durante las próximas décadas, hay varias otras novas recurrentes que merecen un escrutinio continuo:

Claramente, las novas recurrentes tienen una historia que contarnos sobre el papel que desempeñan en el cosmos. Felicidades a Lawrence y al equipo por el descubrimiento ... ¡estén atentos a los futuros fuegos artificiales de esta rara clase de estrella!

Lea el comunicado de prensa original de la NASA y más sobre T Pyxidis aquí.