Los científicos capturaron recientemente una película de la superficie agitada de una estrella gigante y envejecida a 180 años luz de distancia.
Un equipo de astrofísicos armó una película a partir de un mes de datos, que mostraba la superficie en constante cambio de estrella gigante roja R Doradus. Y resulta que los vastos océanos de plasma caliente que forman las capas media y externa de las estrellas gigantes y geriátricas se agitan mucho más rápido que las estrellas pequeñas y de mediana edad como nuestro Sol, por razones que los físicos todavía están tratando de descifrar. El astrofísico de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Theo Kouri, y sus colegas publicaron su trabajo en la revista Nature.
Los astrónomos compilaron un breve video a partir de un mes de imágenes tomadas con el telescopio ALMA en Chile.
ESO
Burbuja, burbuja, problema termonuclear
A finales del verano pasado, en el desierto de Atacama, en Chile, Kouri y sus colegas apuntaron las 66 antenas parabólicas del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array hacia una estrella roja que se encontraba a 180 años luz de distancia. La estrella, llamada R Doradus, tiene aproximadamente la misma masa que nuestro Sol, pero es mucho más antigua y unas 350 veces más ancha. Kouri y sus colegas utilizaron los datos de ALMA para detectar patrones cambiantes de luz y oscuridad en la superficie de la estrella: inmensas manchas de plasma caliente que burbujean hacia arriba, cada una lo suficientemente ancha como para tragarse 75 soles.
En el transcurso de aproximadamente un mes, cada una de estas corrientes ascendentes de plasma se enfrió lentamente y se hundió en las profundidades de la estrella, para luego subir a la superficie nuevamente.
Se trata de un proceso conocido llamado convección. A medida que un fluido se calienta desde abajo, sus moléculas comienzan a dispersarse y a moverse. Esto hace que el fluido sea menos denso que el fluido que lo rodea, por lo que flota hacia arriba. En la superficie, la columna de fluido caliente fluye una corta distancia, luego se enfría y se hunde nuevamente. El proceso termina formando una agitación constante de material que sube a la superficie y se hunde nuevamente hacia las profundidades. ¿Te suena familiar?
Los físicos llaman a este ciclo una celda de convección, y funciona de la misma manera ya sea que estemos hablando de una olla de agua hirviendo en una estufa caliente, de una roca fundida en las profundidades del manto de la Tierra calentada por el núcleo de nuestro planeta, o del plasma de una estrella calentada por fusión termonuclear en las profundidades de su ardiente corazón.
La textura granulada de la superficie del Sol se debe a que el plasma burbujea hasta la superficie y luego vuelve a hundirse. A modo de comparación, cada una de las burbujas observadas en R Doradus es aproximadamente 75 veces más grande que nuestro Sol.
Imágenes de NurPhoto/NurPhoto/Getty
“La convección crea la hermosa estructura granular que se ve en la superficie de nuestro Sol, pero es difícil verla en otras estrellas”, afirma Kouri en una declaración reciente. Esta es la primera vez que los astrofísicos han registrado el movimiento de agitación de las células de convección en otra estrella.
Los astrónomos han capturado imágenes fijas de las células de convección en otra estrella, una gigante roja llamada π1 Gruiscon el Very Large Telescope (no muy creativo) en 2017. Pero si bien esas imágenes revelaron el patrón granular de las células de convección en la superficie de la estrella, no capturaron el movimiento. Eso es lo que ALMA acaba de hacer, por primera vez. Y en el proceso, Kouri y sus colegas descubrieron algo sorprendente: las células de convección se mueven mucho más rápido en R Doradus que en nuestro Sol.
Después Varias décadas de observación de la convección en las capas medias de nuestro Sol.Los astrofísicos tienen una idea bastante clara de cómo funciona y… pensamiento Tenían una idea bastante precisa de cuánto tiempo debería durar el proceso en estrellas de diferentes tamaños y temperaturas, pero el mes que tardan las burbujas de plasma en enfriarse, hundirse y ascender de nuevo en R Doradus es mucho más rápido de lo que habían predicho Kouri y sus colegas y aún no están seguros de por qué el plasma de la estrella se agita tan agresivamente.
“Todavía no sabemos cuál es la razón de la diferencia”, afirma en una declaración reciente el astrofísico de la Universidad Chalmers Wouter Vlemmings, coautor del estudio. “Parece que la convección cambia a medida que una estrella envejece de maneras que aún no entendemos”.
Responder a esa pregunta podría arrojar algo de luz sobre El futuro de nuestro propio Sol; R Doradus es un anticipo de cómo se verá nuestro Sol dentro de unos 5 mil millones de años, cuando se quede sin hidrógeno para fusionarse en su núcleo y pase a la fusión de helio. En el proceso, la Las capas externas se hincharán hacia afuera.envolviendo el Sistema Solar interior en capas turbulentas de plasma.
