Muñeca rusa

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Si se hiciera una encuesta sobre una constelación conocida y reconocida, es más que probable que la respuesta generalizada fuera Orión. Pero si tiene una rival, y no sólo mitológicamente, esta es Scorpius. Ocupan lugares opuestos en el firmamento y, si hubiera que hablar de su espectacularidad, Scorpius casi seguro la supera. Si no puede competir en popularidad con Orión es porque, en latitudes intermedias, lo normal es verla rozando el horizonte debido a su localización en la eclíptica, en la franja zodiacal.

Es lo que comenta la autora de la astrofotografía, Andrea Girones. La pudo captar desde Canadá aunque para ella era un objetivo muy bajo.

Y la estrella destacada es Antares, α Scorpii, la más brillante de dicha constelación.

Nos podemos hacer una idea de lo que sería contemplar la constelación desde latitudes más bajas, en todo su esplendor. Aquí una imagen del DSS (Digital Sky Survey)

Antes de continuar hay que recolocar la fotografía en la posición de coordenadas

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Luces y sombras

Ya ha habido ocasión de comprobar que se pueden diferenciar partes de nubes (ver Señales de humo) y lo que estamos viendo no se queda atrás. Se trata de una zona ya muy próxima a la visión del disco galáctico, hay más cantidad de nubes y la materia interestelar se hace más densa así que esas dos hileras de concentración de humo y polvo, contienen un gran número de nebulosas oscuras que es difícil separar porque se superponen en la línea de visión.

Aquí están representadas únicamente las recogidas en el catálogo Lynds. Se podrían señalar otras 40 recopiladas en un posterior barrido en 2002:

Y estas son sus localizaciones:

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Continuando en el ’lado oscuro’ se encuentra un área de formación de estrellas, la región NAME Ophiuchus Molecular Cloud, donde destaca una fuente de infrarrojos (recuadro con imagen del WISE) y varios núcleos densos de materia donde hay posibilidad de que se desarrollen estrellas.

Aún nos quedarán en las zonas sombrías algunas enanas marrones pero enseguida nos topamos con algo de luz, la estrella Herbig Ae/Be HD 145718 y por fin tres (TRES) enormes faros, los cúmulos globulares: M4, M80 y NGC 6144.

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¿Luz? … Take five

Vamos dejando esas tinieblas que destacan en la fotografía. En este camino hacia la luz nos encontramos en medio de una feria. Como un muestrario de productos, tenemos variables de todas las clases [https://www.wikipedia.org].

Sin determinar su tipo encontramos:

• eruptivas: el cambio de luminosidad se debe a explosiones que, en ocasiones lanzas al exterior capas de la estrella
• de largo periodo: con variaciones del orden de varios años

Otras más claramente definidas:

• W Vir (Virginis): variables pulsantes de Cefeidas de Tipo II con un periodo entre 1 y 50 días.
• γ Dor (Doradus): también pulsantes y no radiales con un periodo de alrededor de 1 día
• α2 Cvn (Canum Venaticorum): varían tanto en intensidad como líneas espectrales y campos magnéticos. Sus periodos van de 0,5 a 160 días
• BY Draconis: su variabilidad es debida a cambios de color en su periodo de rotación rotación debido principalmene a manchas. A veces producen llamaradas
• Cefeida: variables radiales muy estables en periodo y brillo
• δ Sct (Scuti): de pulsación muy variable pero poca diferencia en luminosidad en los pulsos
• Mira Cet (Ceti): son pulsantes con periodos que superan los 100 días
• Orión: son eruptivas que presentan diferencias de varias magnitudes de brillo en su periodo

Estar por las inmediaciones puede resultar como estar en una discoteca… pongamos música: nada de Bee Gees, tampoco Bonnie M… igual nos serviría Torture de Jackson five

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El camino hacia Antares

De la misma manera que Scorpius domina el cielo, Antares preside Scorpius, al igual que preside la fotografía.

Aunque la mayoría de las referencias encontradas dan una distancia de 550 años luz, lo cierto es que no hay ninguna medida reconocida en las bases de datos del CDS. La única catalogada que he podido consultar es de su paralaje realizado por el satélite Hipparcos: su cálculo nos lleva a unos 605 años luz (185.185 pc). Así que es una estrella ‘cercana’ a nuestro Sol. Con ella compartimos ciertas características de proximidad por lo que, llegar hasta ella, nos permite detenernos a descubrir nuestra región galáctica.

Como las matrioskas, esas muñecas rusas que están metidas unas dentro de otras, Antares se encuentra en la última capa en las que, empezando por el exterior, podemos ir curioseando.

El Cinturón de Gould

Esta es la primera estructura que se encuentra y tiene sus peculiaridades.

Parece que las evidencias confirman que las estrellas jóvenes de Scorpius-Centauro, Orión-Perseus, Vela, Scutum y Vulpecula se distribuyen en un plano inclinado unos 20 grados con respecto al plano galáctico y que parecen girar a velocidad distinta de lo que cabría esperar para la posición que ocupan en la Vía Láctea. A esto se une que el giro descrito por estas estrellas jóvenes señalan, no Sagitario que es el centro galáctico, sino un punto central más próximo al Sol, en la asociación Cassiopeia-Taurus.

A todo el espacio ocupado por estas zonas que tienen estas características específicas, se le denomina Cinturón de Gould. Pero, por los datos obtenidos hasta el momento, parece no haber una explicación satisfactoria a estos comportamientos.

En el artículo (2017) del astrónomo Palouš y la astrónoma Ehlerová, ambos de origen checo, se resumen los distintos modelos que se han ido diseñando para interpretar lo que sucede. Para ellos, la solución podría venir con el estudio de los flujos de gas y las estructuras de nubes moleculares dado que, ni el modelo de expansión libre, ni el de expansión por cáscaras producidas por vientos estelares o supernovas y tampoco el de impacto de una nube, han podido describir satisfactoriamente los datos observados.

Ambos autores han seguido sus investigaciones con datos de Gaia DR2 (Palouš y Ehlerová, 2019) profundizando en los orígenes de las asociaciones.

La asociación Sco-Cen OB (NAME ASSOC II SCO)

Una de las explicaciones para el origen del Cinturón de Gould sugiere que comenzó como una concentración de gas en el brazo de Carina que, coincidiendo con la ubicación próxima del Sol, dió lugar a los primeros cúmulos. Por la acción de los vientos estelares y la explosión de supernovas en estos primitivos grupos habrían dado origen a este anillo de gas donde se formarían las estrellas más jóvenes. Como hemos visto, no todos los autores coinciden con esta teoría.

Está asumido que estas estrellas jóvenes de los tipos O y B se concentran en grupos sueltos e independientes a los que se denomina asociaciones OB. Suelen encontrarse en las regiones de formación estelar y su movimiento conjunto parece señalar a un punto.

Además, también espacialmente parecen concentrarse en regiones limitadas de unos 50 pc, dado que las regiones más grandes parece que contienen estrellas más viejas (en el artículo de Brown et al, 1999, se acepta un rango de entre 10 y 100 pc).

Poco a poco, comentando las distintas astrofotografías, vamos descubriendo qué aspectos son importantes para el estudio de las asociaciones. En este caso destacar que, lo que resulta esencial es distinguir los miembros que las componen y detectar los posibles subgrupos existentes. Así en Sco-Cen OB se encuadran tres de los grupos que nos interesan por relacionarse con la zona retratada. En total, Sco-Cen OB la componen 20 subgrupos.

Los que nos interesan se conocen por su nombre en el catálogo del CDS como: NAME Upper Sco, NAME Upper Cen-Lup y NAME Lower Cen-Cru para los que se han identificado los siguientes datos:

• Upper Sco: unas 120 estrellas en un volumen de unos 30 pc de diámetro con una distancia media de unos 145
• Upper Cen-Lup: unos 221 miembros a unos 140 pc de distancia
• Lower Cen-Crux: unos 180 a unos 118 pc de distancia

El grupo Upper Sco

Los tres subgrupos no parecen estar ligados gravitacionalmente y no se trata de restos de cúmulos individuales de gran entidad sino que pueden haber evolucionado en cúmulos más pequeños.

Para el caso de Upper Sco, en el que está contenida Antares, las observaciones parecen indicar que conserva una estructura muy similar a la primordial. Esto es consecuencia de su edad. Se trata de la sección más joven de la asociación.

Por otro lado, también se han detectado binarias no resueltas. A continuación la imagen con la distribución de estrellas B (las pocas detectadas del tipo O están fuera del campo de la foto), en la que aparecen algunas binarias como se puede comprobar en la tabla.

Y aquí las binarias, importantes para determinar la tasa de masa de la agrupación:

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La nebulosa de Antares

Antares es una supergigante roja que forma un sistema binario. Ella y su compañera azul están rodeadas de materia circunestelar que forma una nebulosa: la región HII ionizada IC 4606.

El entorno de ambas estrellas proporciona información valiosa sobre la tasa de pérdida de masa de las gigantes rojas. Muchos estudios se orientan hacia ese objetivo, así como determinar los mecanismos de pérdida de dicha masa (Braun et al, 2012; Cannon, 2021).

Pero Antares no solo suscita interés por su comportamiento como sistema binario. En cuanto a gigante roja, como estrella en fase tardía, interesa por la composición y complejidad, así como de las variaciones que sufre su atmósfera (Ohnaka et al, 2017)

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La fotografía de Barnard

In conclussion, I think these six photographs with the small lens show us in a most striking manner how the most valuable and important information may be obtained with the simplest means [En conclusión, creo que estas seis fotografías con el pequeño objetivo nos muestran de la manera más patente cómo se puede obtener la información más valiosa e importante con los medios más sencillos]

Edward Emerson Barnard (1895)

Así concluía E.E. Barnard su artículo donde mostraba seis imágenes tomadas con el objetivo de un aparato óptico muy sencillo, una linterna mágica. Una de ellas era de Antares con una exposición de 2 horas 18 minutos el día 30 de marzo de 1895.

Es difícil resistirse a citar las palabras de Barnard por lo que tienen de didáctico. Aquí la imagen de su placa fotográfica en la que se puede reconocer fácilmente la imagen de la astrofotografía que se documenta (núm. 6).

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Bases de datos

Centre de Données astronomiques de Strasbourg [https://cds.u-strasbg.fr/]

NASA [https://www.nasa.gov/]

Referencias

Barnard, E. E., “Celestial photographs with a «magic lantern» lens.”, The Astrophysical Journal, vol. 2, pp. 351–353, 1895. doi:10.1086/140158.

Braun, K., Baade, R., Reimers, D., and Hagen, H.-J., “A hydrodynamic study of the circumstellar envelope of ‘α Scorpii’, Astronomy and Astrophysics, vol. 546, 2012. doi:10.1051/0004-6361/201219659.

Brown, A. G. A., Blaauw, A., Hoogerwerf, R., Bruijne, J. H. J. D., & de Zeeuw, P. T. . OB Associations.The Astronomical Journal, Vol. 117, núm. 1, 1999

Cannon, E., “The inner circumstellar dust of the red supergiant Antares as seen with VLT/SPHERE/ZIMPOL”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 502, no. 1, pp. 369–382, 2021. doi:10.1093/mnras/stab018.

Evans, D. S., “Antares : a discussion of the observations.”, The Astronomical Journal, vol. 62, pp. 83–88, 1957. doi:10.1086/107460.

Ohnaka, K., Weigelt, G., and Hofmann, K.-H., “Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares”, Nature, vol. 548, no. 7667, pp. 310–312, 2017. doi:10.1038/nature23445.

Palouš, J. and Ehlerová, S., “Gould’s Belt: Local Large-Scale Structure in the Milky Way”, in Handbook of Supernovae, 2017, p. 2301. doi:10.1007/978-3-319-21846-5_16.

Palouš, J., Ehlerová, S., and Ron, C., “Gould’s Belt: As Seen in Gaia DR2”, in Radiative Signatures from the Cosmos, 2019, vol. 519, p. 169.