En la nebulosa de McNeil, una estrella joven hace alarde de sus puntos de rayos X
Utilizando los datos combinados de un trío de órbita telescopios de rayos X, como Chandra de la NASA Observatorio de rayos X y el satélite Suzaku Japón liderado por astrónomos han obtenido una rara visión de los fenómenos poderosos que acompañan a una estrella aún en formación. Un nuevo estudio sobre la base de estas observaciones indican que los intensos campos magnéticos conducen torrentes de gas en la superficie de la estrella, donde se calientan las zonas grandes a millones de grados. Los rayos X emitidos por estos puntos calientes traicionan rápida rotación de la estrella recién nacida.
Durante arrebatos, la estrella infantil en la nebulosa de McNeil puede alegrar por 100 veces en energías de rayos X. En esta animación, basado en los resultados por el Observatorio Chandra de la NASA, la nave espacial Suzaku Japón / EE.UU., y el satélite XMM-Newton de Europa, los campos magnéticos conducen corrientes poderosas hacia la estrella, creando dos puntos calientes que producen la emisión de alta energía. (Crédito: Goddard Space Flight Center de la NASA)
Los astrónomos obtuvieron el primer aviso de la joven estrella, conocido como V1647 Orionis, en enero de 2004, cerca de la cima de una explosión. La erupción había iluminado la estrella tanto que iluminaba un parche cónica de polvo que ahora se conoce como la nebulosa de McNeil. Tanto la estrella y la nebulosa se encuentra a unos 1.300 años luz de distancia en la constelación de Orión.
Los astrónomos determinaron rápidamente que V1647 Ori fue una protoestrella, un bebé estelar aún parcialmente envuelto en su nube de luz. "En base a los estudios infrarrojos, sospechamos que esta protoestrella no es más que un millón de años, y probablemente mucho más joven", dijo Kenji Hamaguchi, astrofísico de Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del estudio .
Protoestrellas aún no han desarrollado la capacidad de generación de energía de una estrella normal, como el sol, que fusiona el hidrógeno en helio en su núcleo. Para V1647 Ori, esa etapa se encuentra a millones de años en el futuro. Hasta entonces, la protoestrella brilla de la energía calorífica liberada por el gas que sigue cayendo sobre él, mucha de la cual se origina en un disco circum-rotación.
La protoestrella V1647 Orionis reside en la punta de una luz cónica llamada nebulosa de McNeil, que fue descubierto en enero de 2004 cerca de la cima de una explosión. Esta imagen, de la Frederick C. Gillett de Gemini telescopio en Hawai, muestra la nebulosa, ya que apareció el 14 de febrero de 2004. (Crédito: Observatorio Gemini)
La masa de V1647 Ori es probable que sólo alrededor del 80 por ciento de la del sol, pero su baja densidad hincha TI casi cinco veces el tamaño del sol. Mediciones infrarrojas muestran que la mayoría de la superficie de la estrella tiene una temperatura de alrededor de 6.400 grados Fahrenheit (3500 C), o alrededor de un tercio más fría que el sol de.
Sin embargo, durante el estallido de 2003, el brillo de rayos-X de la protoestrella se incrementó en 100 veces y la temperatura de sus regiones de rayos X que emiten alcanzó unos 90 millones de F (50.000.000 C). Una nueva erupción se inició en 2008 y continúa en la actualidad.
Durante los brotes, las variaciones de brillo en longitudes de onda ópticas e infrarrojas pueden ser explicados por cambios en la principal fuente de energía de protoestrella, la entrada de la materia hacia la estrella. Debido a los cambios en el brillo de rayos X seguida de cerca los de la, la emisión de alta energía óptica e infrarroja también debe estar vinculado a la acumulación.
"V1647 Ori nos dio la primera evidencia directa de que una protoestrella auge de la actividad de rayos X como su ritmo de alzas de acreción de masa", dijo el co-autor Nicolas Grosso, un astrofísico del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en el Estrasburgo Observatorio Astronómico. Esta conexión ya ha sido subrayado por algunas otras estrellas jóvenes cuyos estallidos incluyó radiografías elevada.
Para explorar el proceso de emisión en detalle e identificar en qué parte de la estrella o el disco aparecen los rayos X, los científicos volvieron a analizar todas las observaciones de V1647 Ori premier de tres satélites de rayos X - Chandra, Suzaku y de la Agencia Espacial Europea XMM- Newton. Su objetivo era encontrar patrones que podrían proporcionar pistas sobre los lugares y mecanismos para producir la emisión de alta energía.
Escribiendo en la edición del 20 de julio de The Astrophysical Journal, informó el equipo que las fuertes similitudes entre 11 de luz de rayos X por separado curvas de les permitieron identificar las variaciones cíclicas de rayos-X. Cabe destacar que estas señales periódicas establecen que la estrella gira una vez al día. V1647 Ori es una de las estrellas más jóvenes cuya tasa de rotación se han determinado utilizando una técnica de rayos X basada.
"Teniendo en cuenta que V1647 Ori es alrededor de cinco veces el tamaño del Sol, el rápido giro confirma que estamos viendo un objeto estelar joven que está en el proceso de tirar en sí juntos", dijo el co-autor Joel Kastner, profesor de imagen la ciencia y las ciencias astronómicas y la tecnología en el Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York.
Los cambios de rayos X cíclicos representan la aparición y desaparición de las regiones calientes de la estrella que gira dentro y fuera de la vista. El modelo que mejor concuerda con las observaciones, dicen los investigadores, consiste en dos puntos calientes de brillo desigual situados en lados opuestos de la estrella. Ambos lugares se cree que son las zonas en forma de panqueque sobre el tamaño del sol, pero el punto más al sur es aproximadamente cinco veces más brillante.
Los puntos calientes representan las huellas de los flujos de acreción accionamiento magnético desde el disco a la superficie de la estrella joven. Para llegar a las altas temperaturas asociadas con la emisión de rayos X, la materia debe estar golpeando la protoestrella a una velocidad de alrededor de 4.500.000 mph (2.000 km / s). Como resultado, los puntos calientes alcanzan temperaturas alrededor de 13.000 veces más caliente que cualquier otro lugar de la estrella.
Periódica emisión de rayos X (línea amarilla) de V1647 Ori se explica mejor como la salida combinada de rayos X de un par de puntos calientes (líneas de color rojo y verde) situados en lados opuestos de la estrella. Los dos puntos son del tamaño del sol, pero el punto sur está produciendo más radiografías. Ejemplos de todo el programa más cómo el cambio de orientación de los puntos se correlaciona con la emisión de rayos X de la estrella. Cruces indican los puntos de datos de rayos X reales. (Crédito: Goddard Space Flight Center de la NASA)
"Una posibilidad atractiva para la conducción de tales materia de alta velocidad implica campos magnéticos que se someten a un ciclo continuo de corte y reconexión de acreción de masa", dijo David Weintraub, profesor de astronomía en la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, y un miembro del el equipo del estudio.
Tanto la estrella y su disco circum poseen campos magnéticos. Dado que la estrella rota más rápido que el disco, estos campos se vuelven retorcidos y cortados, almacenando energía muy similar a una goma elástica herida-up. Cuando el campo enredado finalmente reorganiza en un estado más estable, de repente se da rienda suelta a su energía almacenada en una poderosa explosión. Este proceso, llamado reconexión magnética, también poderes de rayos X de las erupciones en el sol.
Pero mientras que los procesos físicos pueden ser similares, sus escalas de tiempo son muy diferentes. La producción de rayos X pico de una llamarada solar dura menos de minutos. Los estallidos de V1647 Ori persisten durante años.
Para la comparación, considere la más poderosa llamarada solar de la historia, la erupción X28 de 04 de noviembre 2003. Hamaguchi calcula que el brillo de rayos X constante de explosión actual de V1647 Ori es unas mil veces más fuerte que la luminosidad máxima de la llamarada solar. Lo que realmente causa explosiones de la estrella? Los astrónomos no saben realmente. Ellos sospechan que el gas de la parte exterior del disco hace su camino hacia el interior, aumentando gradualmente el disco interior más cerca de la estrella. La fuerte actividad magnética sólo puede encenderse después de que se alcance un umbral, pero una vez que lo hace el gas fluye rápidamente sobre los puntos de acceso y produce rayos-X.
Gracias a Chandra, Suzaku y XMM-Newton, los estallidos de V1647 Ori están dando a los astrónomos una visión de la infancia extremo de una estrella similar al Sol.