Primera imatge detallada de l'atmosfera d'una estrella

Un equip d'astrònoms francesos ha obtingut una de les imatges en color més nítides mai aconseguida. Es tracta de l'estrella T Leporis, visible al cel tan petita com una casa de dos pisos a la Lluna. La imatge revela l'embolcall molecular esfèric al voltant de l'estrella anciana i va ser presa amb l'Interferòmetre del Very Large Telescope (VLTI) d'ESO, simulant un telescopi virtual d'uns 100 metres de diàmetre.

"Aquesta és una de les primeres imatges aconseguides usant interferometria en infraroig proper", diu l'investigador principal Jean-Baptiste Le Bouquin. La interferometria és una tècnica que combina la llum de diversos telescopis, donant com a resultat una visió tan nítida com la que s'obtindria amb un telescopi de diàmetre equivalent a la major separació entre els telescopis usats. Aconseguir això requereix que els components del sistema del VLTI assoleixin la precisió d'una fracció de micròmetre per sobre de 100 metres, i mantenir-la durant les observacions; un desafiament tècnic formidable.

En utilitzar la interferometria, els astrònoms normalment s'han d'acontentar amb franges, el característic patró de línies fosques i brillants que es produeix quan dos feixos de llum es combinen, a partir del qual poden modelar les propietats físiques de l'objecte estudiat. Tanmateix, quan un objecte és observat diverses vegades amb diferents combinacions i configuracions dels telescopis, és possible combinar aquests resultats per reconstruir una imatge de l'objecte. Això és precisament el que es va aconseguir amb el VLTI d'ESO, emprant els Telescopis Auxiliars d'1,8 metres.

"Vam ser capaços de construir una impressionant imatge i revelar per primera vegada l'estructura similar a una ceba de l'atmosfera d'una estrella gegant en una etapa tardana de la seva vida", diu Antoine Mérand, membre de l'equip. "Models numèrics i dades indirectes ens han permès imaginar anteriorment l'aparença de l'estrella, però resulta bastant sorprenent que ara puguem veure-la, i en color".

Malgrat que només en té 15 per 15 píxels d'extensió, la imatge reconstruïda mostra un primeríssim pla d'una estrella 100 vegades més gran que el Sol, un diàmetre que correspon més o menys a la distància entre la Terra i el Sol. L'estrella està al seu torn envoltada per una esfera de gas molecular que té tres vegades aquesta extensió.

T Leporis, en la constel·lació de Lepus, està ubicada a 500 anys-llum de distància. Pertany a la família de les estrelles Mira, molt conegudes entre els astrònoms aficionats. Aquestes estrelles variables gegants han esgotat gairebé per complet el seu combustible nuclear i estan perdent massa. S'apropen al final de la seva vida com estrelles i aviat moriran per convertir-se en nanes blanques. El Sol arribarà a ser una estrella Mira en alguns milers de milions d'anys, cobrint a la Terra amb la pols i el gas expulsats en la seva agonia final.

Les estrelles Mira són entre les majors fàbriques de molècules i pols en l'Univers, i T Leporis no és una excepció. Oscil·la cada 380 dies i perd l'equivalent a la massa de la Terra cada any. Com les molècules i la pols es formen a les capes d'atmosfera que envolten a l'estrella central, els astrònoms intenten veure aquestes capes. Però no és una tasca fàcil a causa que aquestes estrelles són molt lluny; malgrat la seva immensa mida intrínseca, el seu radi aparent al cel pot ser només la meitat de la milionèsima part del radi del Sol.

"T Leporis es veu tan petita des de la Terra que només instal·lacions interferomètriques, com el VLTI de Paranal, poden fotografiar-la. El VLTI pot distingir estrelles 15 vegades més petites que les que aconsegueix distingir el Telescopi Espacial Hubble", diu Le Bouquin.

Per crear aquesta fotografia amb el VLTI els astrònoms van haver d'observar l'estrella durant diverses nits consecutives, usant els quatre Telescopis Auxiliars mòbils (ATs) d'1,8 metres del VLT. Els ATs es van combinar en diferents grups de tres i es van utilitzar en diferents posicions, creant noves configuracions interferomètriques. D'aquesta forma els astrònoms van poder imitar un telescopi virtual d'aproximadament 100 metres de diàmetre i construir una imatge.El disc central és la superfície de l'estrella, que està envoltada per un embolcall esfèric de material molecular expulsat de l'estrella. Per apreciar la gesta de tal mesurament és necessari tenir en compte que aquesta estrella és visible al cel com una casa de dos pisos a la Lluna!. La resolució de la imatge és d'uns 4 miliarcsegons.

Aquesta fotografia, obtinguda en combinar cents de mesuraments interferomètrics, inclou al canal blau la llum infraroja des d'1,4 a 1,6 micròmetres; en el verd, des d'1,6 a 1,75 micròmetres; i en el vermell, des d'1,75 a 1,9 micròmetres. Al canal verd l'embolcall molecular és més prim i es veu com un fi anell al voltant de l'estrella.

"Obtenir imatges com aquestes va ser una de les principals motivacions per construir l'Interferòmetre del VLT. Ara hem realment entrat a l'era de la fotografia estel·lar", diu Mérand.

Informació addicional:

Aquests resultats apareixen a la secció Carta l'Editor d'Astronomy and Astrophysics (J.-B. Le Bouquin i d'altres, premaximum spectro-imaging of the Mira star T Lep with AMBER/VLTI).

L'equip està compost per Jean-Baptiste Le Bouquin i Antoine Mérand (ESO), Sylvestre Lacour i Stéphanie Renard (LAOG, CNRS, Grenoble, França), i per Eric Thiébaut (AIRI, Observatori de Lió, França).

Contacte:

Jean-Baptiste Le Bouquin, Antoine Mérand
ESO, Xile
E-Mail: jlebouqu@eso.org, amerand@eso.org