Nuevas Perspectivas sobre Transitorios Ópticos de Luminosidad Intermedia
La investigación revela que los chorros son los principales impulsores detrás de los Transitorios Ópticos de Luminosidad Intermedia.
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Tabla de contenidos
En el estudio de las estrellas y su comportamiento, los científicos han identificado ciertos eventos llamados Transitorios Ópticos de Luminosidad Intermedia (ILOTs). Estos eventos son brillantes y ocurren en poco tiempo. Por ejemplo, pueden ser lo suficientemente brillantes para verse desde grandes distancias, similar a las novas clásicas e incluso a algunas supernovas. Este artículo habla sobre nuevos hallazgos sobre qué potencia estos ILOTs y proporciona información sobre sus orígenes y características.
¿Qué son los ILOTs?
Los ILOTs son importantes porque ocurren cuando las estrellas sufren cambios rápidos. Pueden resultar de varios procesos, incluyendo la transferencia de masa en sistemas estelares binarios donde una estrella extrae material de otra o cuando dos estrellas se fusionan. La energía que impulsa estos eventos brillantes puede venir de diferentes fuentes, pero estudios recientes sugieren que los Jets-corrientes estrechas de material expulsadas de una estrella-juegan un papel clave.
El papel de los jets
Los jets se forman cuando una estrella en un sistema binario cercano interactúa con otra estrella. A medida que una estrella, llamada la estrella secundaria, se mueve hacia la capa exterior de la estrella primaria, puede generar jets. Estos jets liberan energía que puede hacer que el evento se ilumine considerablemente. Investigaciones anteriores han demostrado que la energía liberada por estos jets puede explicar el rápido aumento de brillo que se observa en algunos ILOTs.
Por ejemplo, cuando la estrella secundaria crea jets, chocan con el material en la capa exterior de la estrella primaria. Esta interacción convierte la energía cinética en radiación, que vemos como un destello brillante de luz.
Comparación de fuentes de energía
Para entender mejor los ILOTs, los científicos han comparado tres fuentes principales de energía que pueden alimentarlos:
- Jets de la estrella secundaria.
- Energía de recombinación, que ocurre cuando los iones en el material expulsado se combinan para formar átomos neutros.
- Energía de choque del movimiento de la estrella secundaria a través de la capa exterior de la primaria.
Las investigaciones sugieren que los jets son los más efectivos en producir los picos de brillo rápidos que se observan en los ILOTs. Mientras que la energía de recombinación y la de choque tienen su papel, generalmente no son suficientes para explicar el brillo observado en muchos casos.
Evidencia de eventos específicos
El artículo profundiza en varios ILOTs conocidos, investigando su comportamiento y características, enfocándose en tres eventos clave: la Gran Eruptión de Eta Carinae, V838 Mon y V1309 Scorpii.
La Gran Eruptión de Eta Carinae
Este evento destaca por su enorme brillo y cambios rápidos. Las observaciones indican que los jets probablemente alimentaron esta erupción, ya que ninguna otra fuente de energía puede explicar suficientemente su brillo o aumento rápido. El nebulosa formada a partir de este evento exhibe una forma bipolar, sugiriendo que los jets jugaron un papel crucial.
V838 Mon
Esta estrella tuvo una serie de explosiones, comenzando con un destello débil seguido de picos más significativos. Los datos de V838 Mon ilustran que el pico brillante inicial no podía resultar solo de la energía de choque, ya que las condiciones requeridas exigirían una estrella secundaria más masiva de lo que se conoce. Los jets se consideran nuevamente como la fuente principal de energía aquí, iluminando el comportamiento de la estrella.
V1309 Scorpii
Este evento presenta un aumento exponencial de brillo en poco tiempo en el pico. Al igual que los otros, las características de V1309 Scorpii muestran que probablemente los jets fueron responsables del brillo. Alarmantemente, la energía de choque producida no sería suficiente para explicar el rápido aumento de luz, reforzando el papel de los jets.
La naturaleza de las Nebulosas
Cuando ocurren ILOTs, a menudo crean nebulosas-nubes de gas y polvo expulsadas al espacio. Estas nebulosas frecuentemente adoptan una forma bipolar, indicando que los jets están involucrados. Por ejemplo, las nebulosas de V1309 Scorpii y Eta Carinae crean estructuras que parecen simétricas, lo que apoya aún más la noción de actividad de jets.
Importancia de los jets en la evolución estelar
Los hallazgos sobre los ILOTs impulsados por jets arrojan luz sobre el tema más amplio de la evolución estelar. Entender cómo los jets influyen en eventos como los ILOTs ayuda a los científicos a ensamblar el ciclo de vida de las estrellas, especialmente a medida que pasan por cambios que pueden llevar a explosiones dramáticas.
Formación de nebulosas planetarias
Otra área donde los jets juegan un papel crucial es en la formación de nebulosas planetarias. Estas son capas de gas que se expulsan cuando ciertas estrellas mueren. Si una estrella tiene un compañero en una órbita cercana, puede causar una pérdida de masa significativa a través de jets. La presencia de jets puede influir drásticamente en las características de la nebulosa resultante.
Tasas de expulsión de masa
La tasa a la que se expulsa material de las estrellas durante estos eventos es vital. Tasas más altas de expulsión de masa pueden llevar a la formación de nebulosas más complejas. Los jets pueden aumentar estas tasas y, por lo tanto, modelar la evolución de la estrella y la nebulosa resultante.
Conclusiones
El estudio de los ILOTs y el papel de los jets ofrece importantes conocimientos sobre los procesos estelares. Mientras que diversas fuentes de energía contribuyen a estos eventos brillantes, los jets emergen como el principal catalizador para los cambios rápidos de brillo. La interacción entre estrellas en sistemas binarios y los jets resultantes moldean drásticamente la evolución estelar y las características de las nebulosas formadas durante estas explosiones.
Las implicaciones de esta investigación van más allá de los ILOTs, proporcionando una comprensión más clara de cómo las estrellas interactúan, evolucionan y, en última instancia, cambian sus entornos. Los hallazgos no solo mejoran nuestra comprensión de la dinámica estelar, sino que también abren el camino para futuros estudios en astrofísica. La conexión entre los jets y el brillo de eventos como los ILOTs significa un aspecto esencial de cómo percibimos los fenómenos estelares en nuestro universo.
Título: Bright common envelope formation requires jets
Resumen: I compared with each other and with observations three energy sources to power intermediate luminosity optical transients (ILOTs) and conclude that only jets can power bright ILOTs with rapidly rising lightcurves. I present an expression for the power of the jets that a main sequence secondary star launches as it enters a common envelope evolution (CEE) with a primary giant star. The expression includes the Keplerian orbital period on the surface of the primary star, its total envelope mass, and the ratio of masses. I show that the shock that the secondary star excites in the envelope of the primary star cannot explain bright peaks in the lightcurves of ILOTs, and that powering by jets does much better in accounting for rapidly rising, about 10 days and less, peaks in the lightcurves of ILOTs than the recombination energy of the ejected mass. I strengthen previous claims that jets powered the Great Eruption of Eta Carinae, which was a luminous variable major eruption, and the luminous red novae (LRNe) V838 Mon and V1309 Scorpii. I therefore predict that the ejecta (nebula) of V1309 Scorpii will be observed in a decade or two to be bipolar. My main conclusion is that only jets can power a bright peak with a short rising time of ILOTs (LRNe) at CEE formation.
Autores: Noam Soker
Última actualización: 2023-08-25 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2306.07702
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.07702
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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