Anillos de Ondas
Electromagnéticas Alrededor de Estrellas
Hay
estrellas con planetas. Estrellas con estrellas compañeras. Estrellas con
discos en forma de panqueques formados por restos rocosos. ¿Pero que hay
respecto a las jóvenes, calientes y pesadas estrellas sumergidas en grandes
nubes internas en forma tubular de gas apenas resplandeciente?.
Los
astrónomos habían sospechado que los densos anillos constituyen la firma
que garantiza la existencia de fuertes campos magnéticos alrededor de
algunas estrellas. Algunas veces, las superficies de estas “estrellas magnéticas”
poseen composiciones químicas peculiares, es decir cantidades bajas de
“elementos pesados” como el hierro. Ahora un equipo de astrónomos que
analizan información archivada sobre cuatro estrellas proporciona evidencia
convincente del eslabón entre los anillos y los campos magnéticos. El
equipo también sugiere que los anillos alrededor de las estrellas masivas
son más comunes de lo que parecía. El estudio muestra que las estrellas
magnéticas con abundancia química normal, también pueden tener anillos.
“Constituye
una piedra fundamental en astronomía el hecho de poder identificar características
de diferentes tipos de estrellas que unificansus condiciones y las ubican bajo un mismo techo”, dice Myron
Smith, científico del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial
(Baltimore, Maryland). “Estamos encontrando que puede existir al menos dos
veces la cantidad de estrellas masivas con anillos que originalmente se
pensaba. En todas estas estrellas, los anillos son creados y mantenidos a
través del mismo mecanismo: campos magnéticos estables. Los anillos se
forman a partir de la colisión de partículas que fluyen a lo largo de las
líneas de campo”. Los resultados de Smith fueron publicados recientemente
en los reportes de astronomía y astrofísica.
Smith
y su colega Detlef Groote de la Universidad de Hamburgo (Alemania),
analizaron datos recogidos durante 16 años referentes a cuatro estrellas
observadas en luz ultravioleta con el instrumento IUE (International
Ultraviolet Explorer), un satélite que observó los cielos desde 1978 a
1996. La biblioteca digital del aparato está almacenada e un archivo
general destinado a todas las misiones (Multi-Mission Archive) en el
Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. Dos de las superficies
estelares mostraron abundancias químicas normales, consistentes en una
mezcla de hidrógeno, helio y elementos pesados tales como le hierro.
El
otro par exhibió bajos contenidos de elementos pesados. Las cuatro
estrellas tienen una edad de aproximadamente 10 millones de años y son
varias veces más pesadas que el Sol.
Los
astrónomos no pudieron observar los campos magnéticos de las estrellas de
forma directa, pero intuyeron su existencia estudiando el color de los
anillos (características espectrales). En le análisis Smith y Groote
encontraron que los anillos absorbían luz en muchas longitudes de onda,
especialmente en el ultravioleta.
Los
científicos que previamente estudiaron estas estrellas anilladas notaron
que la luz proveniente de ellas se atenuaba a intervalos periódicos. Smith
y Groote encuentran que los anillos que atraviesan la visual frente a la
estrella son los causantes de esta atenuación.
Ellos
también se encontraron sorprendidos puesto que los anillos revelaban
fuertes evidencias espectrales pertenecientes a gases calientes constituidos
por nitrógeno y carbono. Normalmente, estos gases no se encuentran lo
suficientemente calientes como para verse. La temperatura de los gases
resultó de unos 50.000 K, unas dos veces la temperatura de las superficies
estelares.
“Supimos
que algunos mecanismos dentro de la estrella estaba calentando algo del gas
en el anillo”, dice Smith. “La presencia del anillo nos condujo a creer
que un campo magnético era responsable del resplandor del nitrógeno”.
Los
astrónomos creen que cada estrella contiene un campo magnético en forma de
barra similar al de la Tierra. El campo se extiende desde un polo norte magnético
hacia un polo sur, cerrándose alrededor de la estrella en un patrón
semejante al colector de transito de una autopista. El gas atrapado en las líneas
de campo se vería similar a los barrotes de una jaula alrededor de la
estrella.
El
eje del campo magnético está ligeramente inclinado en relación a su eje
de rotación. De este modo, cualquiera que observe la estrella notará que
los patrones internos parecen bambolearse a medida que la estrella gira.
El
campo magnético simplemente barrado es una pieza clave en el juego cuando
se trata la formación del sistema de anillos. Según la teoría popular el
campo magnético dirige la corriente de partículas de tal manera que la
corriente escapa de la estrella en forma de “viento estelar” (corrientes
de partículas cargadas que viajan a unos 4 millones de kilómetros por
hora).
Todas
las estrellas calientes tienen vientos estelares, pero aquellas sin campos
magnéticos liberan corrientes de partículas en todas direcciones.
Las
partículas del viento, especialmente aquellas de materiales como le hierro
son dirigidas por la intensa radiación proveniente de la estrella y viajan
según la dirección del bucle por encima de la estrella. Unas pocas horas más
tarde, estas partículas cambian su configuración formando corrientes de
materia viajando desde la dirección opuesta, en algún lugar a lo largo del
ecuador inclinado del campo magnético estelar.
Las
colisiones asemejan una serie de choques frontales de automóviles a lo
largo de una carretera congestionada. A medida que las partículas chocan
entre sí, se frenan y se congregan alrededor del ecuador, eventualmente
formando un anillo denso.
La
colisión de partículas además causa que el material resplandezca e
irradie a altas energías, detectándolo en longitudes de onda ultravioleta
y posiblemente en rayos X.
Smith
y Groote encontraron que los densos anillos existían alrededor de muchos,
posiblemente todos, los tipos de estrellas masivas con campos magnéticos
fuertes.
“Los
anillos de diversos tipos de estrellas masivas pueden tener diferentes
propiedades espectrales (composiciones químicas). Por ejemplo, en algunas
estrellas, las partículas como el hierro se pierden en le espacio, creando
anillos con composiciones químicas variadas, pero ahora los científicos
comprenden que los anillos, a pesar de ser químicamente diferentes según
el tipo de estrella de que se trate, se crearon a través de la misma clase
de interacción entre el campo magnético de la estrella y su viento
estelar.
Este nuevo concepto unifica grupos estelares aparentemente diferentes”.
El
otro par exhibió bajos contenidos de elementos pesados. Las cuatro
estrellas tienen una edad de aproximadamente 10 millones de años y son
varias veces más pesadas que el Sol.