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Articulo de referencia

WR 104

Coordenadas : 18 h 02 m 04.07 s , −23° 37′ 41.2″ [[Celestial coordinate system|Coordinates]]: [[File:Jupiter and moon.png|20px|Sky map]] [http://www.wikisky.org/?ra=18.034463888...

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Coordenadas : 18 h 02 m 04.07 s , −23° 37′ 41.2″Mapa del cielo

WR 104 es un sistema estelar triple situado a unos 2580 pársecs (8400 años luz) de la Tierra . La estrella principal es una estrella Wolf-Rayet (abreviada como WR), que tiene una estrella de secuencia principal B0.5 en órbita cercana y otra compañera más distante y tenue. 

La estrella WR está rodeada por una distintiva nebulosa espiral de Wolf-Rayet , a menudo denominada nebulosa molinete . El eje de rotación del sistema binario, y probablemente también el de las dos estrellas más cercanas, apunta aproximadamente hacia la Tierra. Se prevé que en los próximos cientos de miles de años, la estrella Wolf-Rayet experimente una supernova de colapso de núcleo con una pequeña probabilidad de producir un estallido de rayos gamma de larga duración .

La posibilidad de que una explosión de supernova de WR 104 tuviera consecuencias destructivas para la vida en la Tierra despertó el interés de los medios de comunicación, y desde 2008 se han publicado varios artículos de divulgación científica en la prensa. Algunos artículos optan por rechazar el escenario catastrófico, mientras que otros lo dejan como una cuestión abierta. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

Sistema

La estrella Wolf-Rayet que produce el espectro de líneas de emisión característico de WR 104 tiene una compañera resuelta y una compañera espectroscópica no resuelta, formando un sistema triple.

El par espectroscópico consta de una estrella Wolf-Rayet y una estrella de secuencia principal B0.5 . La estrella WR es visualmente 0.3 magnitudes más débil que la estrella de secuencia principal, aunque generalmente se la considera la primaria, ya que domina la apariencia del espectro y es más luminosa. Ambas se encuentran en una órbita casi circular separadas por aproximadamente 2 UA , lo que equivaldría a aproximadamente un milisegundo de arco a la distancia supuesta. [ 4 ] Las dos estrellas orbitan cada 241.5 días con una pequeña inclinación (es decir, casi de frente). [ 9 ]

La compañera, visible visualmente, es 1,5 magnitudes más débil que el par espectroscópico combinado y se encuentra a casi un segundo de arco de distancia. Se cree que está físicamente asociada, aunque no se ha observado movimiento orbital. Por su color y brillo, se espera que sea una estrella caliente de la secuencia principal. [ 4 ]

Estructura

El eje de rotación del sistema binario apunta aproximadamente hacia la Tierra con una inclinación estimada de 0 a 16 grados. Esto proporciona un ángulo de visión favorable para observar el sistema binario y su dinámica. [ 17 ]

Curvas de luz de banda óptica y visual de banda ancha para V5097 Sagittarii. El gráfico principal muestra la variabilidad a largo plazo y el gráfico insertado muestra la variabilidad periódica. Adaptado de Kato et al. (2002) [ 18 ]

Descubierta como parte del Experimento de Enmascaramiento de Apertura Keck [ 19 ], WR 104 está rodeada por una distintiva nebulosa Wolf-Rayet polvorienta de más de 200 unidades astronómicas de diámetro, formada por la interacción entre los vientos estelares de las dos estrellas mientras rotan y orbitan. La apariencia espiral de la nebulosa ha dado lugar al nombre de Nebulosa del Molinete. [ 12 ] La estructura espiral de la nebulosa está compuesta de polvo cuya formación se vería impedida por la intensa radiación de WR 104 si no fuera por la estrella compañera. La región donde interactúa el viento estelar de las dos estrellas masivas comprime el material lo suficiente como para que se forme el polvo , y la rotación del sistema causa el patrón en forma de espiral. [ 20 ] La apariencia redonda de la espiral lleva a la conclusión de que el sistema se observa casi de frente, y se ha asumido un período orbital casi circular de 220 días a partir del patrón de flujo de salida en forma de molinete. [ 17 ]

La variabilidad fotométrica de la estrella fue reportada por Paul A. Crowther en 1997. [ 21 ] La variabilidad cuasiperiódica de gran amplitud fue reportada por Taichi Kato et al . en 2002. [ 18 ] Por esa razón, se le asignó la designación de estrella variable , V5097 Sagittarii, en 2003. [ 22 ] WR 104 muestra eventos de eclipse frecuentes , así como otras variaciones irregulares en el brillo. La magnitud aparente sin perturbaciones es de alrededor de 12.7, pero la estrella rara vez alcanza ese nivel. Se cree que los eclipses son causados ​​por polvo formado a partir de material expulsado, no por la estrella compañera. [ 3 ]

progenitor de supernova

Se predice que ambas estrellas del sistema WR 104 terminarán sus días como supernovas de colapso de núcleo . La estrella Wolf-Rayet se encuentra en la fase final de su ciclo de vida y se espera que se convierta en supernova mucho antes que la estrella OB. Se predice que esto ocurrirá en algún momento dentro de los próximos cientos de miles de años. [ 17 ] Debido a su relativa proximidad al Sistema Solar, se ha planteado la cuestión de si WR 104 representará un peligro futuro para la vida en la Tierra. [ 23 ]

Explosión de rayos gamma

Aparte de una supernova de colapso de núcleo, los astrofísicos han especulado sobre si WR 104 tiene el potencial de causar un estallido de rayos gamma (GRB) al final de su vida. [ 24 ] [ 17 ] La estrella OB compañera ciertamente tiene el potencial, pero es probable que la estrella Wolf-Rayet se convierta en supernova mucho antes. Todavía existen demasiadas incertidumbres y parámetros desconocidos para cualquier predicción fiable, y solo se han publicado estimaciones aproximadas de un escenario de GRB para WR 104. [ 17 ]

Las estrellas Wolf-Rayet con una velocidad de rotación suficientemente alta, antes de convertirse en supernovas, podrían producir un estallido de rayos gamma de larga duración, emitiendo radiación de alta energía a lo largo de su eje de rotación en dos chorros relativistas de dirección opuesta . Actualmente, los mecanismos de generación de emisiones de GRB no se comprenden completamente, pero se considera que existe una pequeña probabilidad de que el componente Wolf-Rayet de WR 104 se convierta en uno cuando se convierta en supernova. [ 17 ]

Efectos en la Tierra

Según los datos astrofísicos disponibles para WR 104 y su compañera, ambas estrellas serán destruidas como supernovas anisotrópicas altamente direccionales , produciendo emisiones radiativas concentradas en forma de estrechos chorros relativistas . [ 25 ] Los estudios teóricos de dichas supernovas sugieren que la formación del chorro se alinea con los ejes de rotación de su estrella progenitora y su eventual remanente estelar , y que expulsará preferentemente materia a lo largo de sus ejes polares. [ 17 ]

Si estos chorros llegaran a estar dirigidos hacia el Sistema Solar , sus consecuencias podrían dañar significativamente la vida en la Tierra y su biosfera, cuyo verdadero impacto depende de la cantidad de radiación recibida, el número de partículas energéticas y la distancia de la fuente. Sabiendo que la inclinación del sistema binario que contiene WR 104 es de aproximadamente 12° con respecto a la línea de visión, y suponiendo que ambas estrellas tienen sus ejes de rotación orientados de manera similar, se sugiere cierto riesgo potencial. [ 26 ] Estudios recientes sugieren que estos efectos representan un peligro "altamente improbable" para la vida en la Tierra, con el cual, como afirmó el astrónomo australiano Peter Tuthill , la estrella Wolf-Rayet tendría que experimentar una extraordinaria serie de eventos sucesivos: [ 26 ]

  1. La estrella Wolf-Rayet tendría que generar un estallido de rayos gamma (GRB); sin embargo, estos eventos se asocian principalmente con galaxias de baja metalicidad y aún no se han observado en nuestra Vía Láctea . Algunos astrónomos creen que es improbable que WR 104 genere un GRB; [ 27 ] Tuthill estima tentativamente que la probabilidad de cualquier tipo de evento GRB es de alrededor del uno por ciento, pero advierte que se necesita más investigación para tener certeza.
  2. El eje de rotación de la estrella Wolf-Rayet tendría que apuntar hacia la Tierra. Se estima que el eje de la estrella está cerca del eje de la órbita binaria de WR 104. Las observaciones del penacho espiral son consistentes con un ángulo del polo orbital de entre 0 y 16 grados con respecto a la Tierra, pero una observación espectrográfica sugiere un ángulo significativamente mayor y, por lo tanto, menos peligroso, de 30°–40° (posiblemente hasta 45°). [ 28 ] Las estimaciones del arco del chorro de "ángulo de apertura" actualmente varían de 2 a 20 grados. (Nota: El "ángulo de apertura" es la amplitud angular total del chorro, no la amplitud angular desde el eje hacia un lado. Por lo tanto, la Tierra solo estaría en la trayectoria de intersección si el ángulo real del eje de la estrella con respecto a la Tierra es menor que la mitad del ángulo de apertura).
  3. El avión tendría que alcanzar una distancia suficiente para dañar la vida en la Tierra. Cuanto más estrecho parezca el avión, mayor será su alcance, pero menor será la probabilidad de que impacte contra la Tierra.

Notas

  1. ↑ Aplicando la ley de Stefan-Boltzmann con una temperatura efectiva solar nominalde 5772 K :  
    (5772/33000)4∗68,000=7.978 R⊙{\displaystyle {\sqrt {(5772/33000)^{4}*68,000}}=7.978\ R\odot }

Referencias

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  • WR 104 en WikiSky : DSS2 , SDSS , GALEX , IRAS , Hidrógeno α , Rayos X , Astrofotografía , Mapa del cielo , Artículos e imágenes
  • Página de la Universidad de Sídney (Observatorio Keck)
  • Imagen astronómica del día de la NASA: WR 104: Un sistema estelar en forma de molinete (3 de junio de 2014)