diumenge, 13 de juny de 2021

Binaris eclipsants de llarg període formats per un estel gegant ocultat per un disc circumsecundari

Astronomia: Leigh Smith és el primer autor d’un article que apareixerà al número d’agost de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dedicat a VVV-WIT-08, un estel de tipus gegant que experimentà una caiguda de lluminositat, arribant a un mínim l’abril del 2012. En el moment del mínim, VVV-WIT-08 havia perdut el 97% de flux lluminós. La caiguda i recuperació ulterior de lluminositat era en l’estil d’un eclipsi, amb un gràfic relativament llis, i en total durà uns centenars de dies. La denominació de VVV fa referència a Vista Variables in the Via Lactea, un programa d’observació en l’infraroig proper del Bulb Galàctic des del Telescopi VISTA de l’observatori xilè de Paranal, adreçat a la identificació d’estels variables. Trobar estels variables i tipificar-los, tant en el bulb com en el disc de la Via Làctia contribueix a aclarir, utilitzant aquests estels com a candeles de referència, la morfologia tridimensional de la nostra galàxia. I què vol dir WIT? Vol dir “What Is This?”. Sota VVV-WIT, els investigadors de VVV col·loquen tots aquells estels variables que no acaben d’encaixar en el coneixement actual.

Epsilon Aurigae, TYC 2505-672-1, ASASSN-21Co i VVV-WIT-08 serien exemples d’estels gegants ocultats periòdicament pel disc circumstel·lar d’un estel secundari.

Disset anys de seguiment

Leigh C. Smith, Sergey E. Koposov, Philip W. Lucas, Jason L. Sanders, Dante Minniti, Andrzej Udalski, N. Wyn Evans, David Aguado, Valentin D. Ivanov, Roberto K. Saito, Luciano Fraga, Pawel Pietrukowicz, Zephyr Penoyre i Carlos González-Fernández trameteren l’article a la revista MNRAS el 31 d’agost del 2020. Hi seguí un procés de revisió del treball que no conclogué fins el 16 d’abril del 2021. El dia 23 d’abril l’article fou acceptat, i fou publicat en-línia l’11 de juny.

Cadascun dels estels catalogats com a VVV-WIT suposa un repte, i genera comunicats a The Astronomer’s Telegram, presentacions a congressos i articles. Què és VVV-WIT-08? És un estel gegant de tipus tardà (és a dir, amb una temperatura superficialment relativament freda). Smith et al. aporten 17 anys d’observacions d’aquest objecte, durant els quals l’únic esdeveniment remarcable és el ja citat mínim d’abril del 2012. Al voltant d’aquella data, durant uns centenars de dies, VVV-WIT-08 patí un eclipsi: en el pic d’abril del 2012 l’estel tan sols emetia un 3% del flux lluminós habitual.

Smith et al. aporten les corbes lluminoses durant “l’eclipse” de VVV-WIT pel que fa a les bandes V (visual, de 551±88 nm de longitud d’ona), I (infraroig, de 806±149 nm de longitud d’ona) i Ks (infraroig, de 2150±390 nm), obtingudes tant pel programa VVV com per l’OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment, iniciat per Udalksi, un dels co-autors de l’estudi). Que es tractava d’un eclipsi queda manifestat pel fet que les diferents bandes experimentaven una caiguda en paral·lel, és a dir que l’esdeveniment en qüestió fou essencialment acromàtic.

Modelització de l’esdeveniment com una ocultació

Més enllà de l’eclipsi experimentat en el 2012, VVV-WIT-08 presenta algunes propietats físiques peculiars. Pel que fa a l’eclipsi, Smith et al. el modelen com una ocultació produïda per una ombra el·líptica d’opacitat uniforme: d’aquest modelatge es dedueixen uns límits sobre la mida física i la velocitat de l’objecte eclipsant.

Smith et al. consideren improbable que l’ocultació hagi estat produïda per un arrenglerament accidental, és a dir que l’objecte eclipsant no tingui una connexió gravitatòria amb VVV-WIT-08.

L’objecte eclipsant, doncs, segons Smith et al. ha d’ésser d’un objecte opac amb un radi o gruix no pas inferior a 0,25 unitats astronòmiques (= 3,7·1010 m). Cap dels candidats considerats per Smith et al., però, encaixa satisfactòriament amb totes les dades d’OGLE o de VVV.

Un eclipsi per un disc circumsecundari: més un suggeriment que una resposta definitiva

La durada (centenars de dies), la profunditat (97%), l’acromaticitat relativa (que afecta igualment bandes des de la llum visible a les microones) de l’eclipsi de VVV-WIT-08 en el 2012 indiquen el caràcter excepcional d’aquest esdeveniment.

Ara com ara, Smith et al., bo i admetent que no n’han desentrellat el secret, assenyalen la possibilitat que es tracti d’un sistema binari eclipsant de molt llarg període integrat per un estel gegant i un estel secundari dotat d’un disc circumstel·lar inusualment dens.

Aquest model és el que hom propugna per Èpsilon Aurigae, un estel de tercera magnitud que rep el nom tradicional d’Almaaz (“la cabreta”, per la seva posició aparent, annexa a Capel·la). Enguany fa 200 anys, que Johann Heinrich Fritsch l’assenyalà com a possible estel variable, cosa que confirmaren en els anys 40 del segle XIX Eduard Heis i Friedrich Wilhelm Argelander. A principi del segle XX hom ja havia establert la periodicitat d’aquesta variabilitat: cada 27 anys, Èpsilon Aurigae cau de la magnitud aparent habitual de +2,92 fins a un mínim de +3,83. Aquests eclipsis periòdics tenen una durada de 640 a 730 dies. Fora d’aquests períodes, Èpsilon Aurigae també experimenta oscil·lacions amb un període que gira al voltant dels 66 dies. Èpsilon Aurigae és, com VVV-WIT-08, un estel gegant de tipus tardà o fred, concretament del tipus espectral F0.

Corba de llum de Epsilon Aurigae entre el 2008 i el 2012

Un altre estel que podria entrar en aquesta categoria és TYC 2505-672-1. També hi podria entrar ASASSN-21co, un estel pel qual l’Associació Americana d’Observadors d’Estels Variables (AAVSO) llençà una campanya d’observacions aquest mes de març. Si el període d’Epsilon Aurigae és de 27 anys, el d’ASASSN-21co seria de 12 anys (Way et al., 2021). En el catàleg de VVV-WIT, a més de VVV-WIT-08, hi hauria dos altres entrades corresponents possibles sistemes eclipsants de llarg període amb un disc circumsecundari com a objecte ocultador.

Lligams:

- VVV-WIT-08: the giant star that blinked. Leigh C Smith, Sergey E Koposov, Philip W Lucas, Jason L Sanders, Dante Minniti, Andrzej Udalski, N Wyn Evans, David Aguado, Valentin D Ivanov, Roberto K Saito, Luciano Fraga, Pawel Pietrukowicz, Zephyr Penoyre, Carlos González-Fernández. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 505: 1992-2008 (2021).