El telescopio ALMA observa la estrella supergigante R Leporis como nunca antes con tanto detalle
Aunque se trata de una estrella muy distante de la Tierra, a unos 1100 años luz, observaciones recientes muestran detalles de su superficie nunca antes observados.
Las estrellas, aunque cientos de veces más grandes que el Sol, están tan lejos que todavía parecen puntiformes. Y así fue hasta hace unas décadas, cuando se empezaron a utilizar técnicas interferométricas, gracias a las cuales fue posible "resolver" las estrellas (es decir, verlas ya no como puntos) y medir sus dimensiones.
El continuo progreso tecnológico pone a nuestra disposición instrumentos (telescopios y detectores) y técnicas de observación que hoy nos permiten observar objetos cada vez más oscuros y con mayor detalle.
El ejemplo más reciente de los resultados de este avance tecnológico en instrumentación y estrategias de observación nos lo ofrece el telescopio ALMA con la observación de la estrella supergigante R Leporis. ALMA logró resolver el disco de esta estrella, mostrando algunas características nunca antes observadas.
¿De qué depende la potencia de un telescopio?
El tamaño del espejo primario de un telescopio determina cuánta luz puede recolectar el telescopio. Cuanto mayor sea su diámetro, mayor será la cantidad de luz procedente de la estrella que podrá recoger.
Las dimensiones del espejo primario de un telescopio también determinan su poder de resolución, es decir, su capacidad para resolver (distinguir) objetos muy cercanos o detalles muy cercanos de un mismo objeto.
Cuanto mayor sea el diámetro, mayor será la capacidad de ver detalles cada vez más pequeños.
Por eso se construyen telescopios con espejos cada vez más grandes. Consideremos que el ELT, Extremely Large Telescope, actualmente en construcción, tendrá un espejo primario con un diámetro de 39 metros, compuesto por 798 espejos hexagonales individuales, cada uno de 1,4 metros de diámetro.
Además de construir telescopios con espejos cada vez más grandes, a lo largo de los años se ha desarrollado una técnica, la interferometría, que se aplica con gran éxito a las observaciones astronómicas. En palabras muy simples, si dos telescopios colocados, por ejemplo, a una distancia de 50 metros uno del otro observan la misma estrella y la luz que recogen se combina adecuadamente (se hace interferir) el resultado es como si la estrella fuera observada por un solo telescopio pero con un espejo de 50 metros.
El telescopio ALMA
ALMA, que significa Atacama Large Millimeter Array (ubicado en el desierto de Atacama en los Andes en Chile) es un telescopio absolutamente único, compuesto por una red de 66 telescopios, llamados antenas porque observan en longitudes de onda milimétricas.
La radiación recogida por cada antena se envía a una estación que, mediante técnicas interferométricas, la combina para producir una única imagen del objeto observado, pero como si fuera observado por un único telescopio del tamaño de toda la red.
En el caso de ALMA es posible variar la distancia entre las antenas, llegando a una distancia máxima de 16 km. Entonces es como si el observador fuera un telescopio con un espejo de 16 km de diámetro y la cantidad de radiación recogida fuera la suma de la recogida por las 66 antenas. Además, cada antena es capaz de recibir radiación en diferentes bandas de frecuencia (cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será el poder de resolución).
ALMA observó la supergigante R Leporis en su configuración de más alta resolución y con una nueva técnica de calibración, y los resultados son realmente notables.
Los autores de este estudio basado en las observaciones de ALMA de R Leporis, firmado por primera vez por el astrónomo Y. Asaki y que se publicará próximamente en la revista Astrophysical Journal, para mostrar lo alta que es la resolución de sus observaciones, afirman que con esta resolución se podría ver un autobús de 10 metros en la superficie de la Luna.
La supergigante R Leporis
Las supergigantes son estrellas mucho más masivas que el Sol, en etapas evolutivas mucho más avanzadas. Se encuentra situada en la constelación de Lepre a una distancia de unos 1100 años luz de la Tierra. Es una de esas estrellas que concluirá su evolución con una explosión de supernova, liberando al espacio circundante grandes cantidades de elementos pesados que se produjeron en su interior.
ALMA se utilizó con una configuración de las antenas a máxima distancia mutua y con una nueva técnica de calibración cuya combinación permitió incrementar su poder de resolución en un factor de 15. La imagen superior muestra la diferencia entre las observaciones pasadas de R Leporis, siempre realizadas con ALMA, en las que no se ven detalles, y la obtenida con la nueva técnica, en la que se notan varios detalles.
La supergigante R Leporis ha sido observada en bandas electromagnéticas milimétricas. El resultado es la imagen de portada en la que el disco de la estrella queda completamente resuelto y se pueden distinguir regiones dominadas por diferentes mecanismos de emisión de radiación electromagnética. La emisión submilimétrica que se origina en la superficie de la estrella se muestra en naranja, mientras que la emisión del cianuro de hidrógeno presente en la envoltura atmosférica de la estrella se muestra en azul. Finalmente, las observaciones muestran que la estrella está rodeada por una estructura anular formada por gas que, poco a poco, escapa de la estrella y se libera al espacio circundante.
El altísimo potencial de ALMA para resolver imágenes de estrellas supergigantes ya había sido probado en el pasado con la observación de la estrella Betelgeuse, de la cual había mostrado el disco estelar resuelto y la presencia de asimetrías en su emisión de radiación.