Supergigantes azules observadas en detalle desde el Roque de Los Muchachos

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL) publican hoy en la revista Astronomy & Astrophysics los primeros resultados de un estudio detallado de un millar de estrellas supergigantes azules de la Vía Láctea. Se trata de la muestra de estrellas de este tipo más grande examinada hasta la fecha. Para este trabajo se han empleado más de 15 años de observaciones de alta calidad realizadas principalmente con los telescopios NOT y Mercator ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma. El análisis de estos datos permitirá una mejora en el conocimiento de la evolución de las estrellas masivas.

Las estrellas son los ladrillos fundamentales que constituyen las galaxias y, por tanto, el Universo observable. Dentro de los distintos tipos de estrellas, existen algunas con más de 8 veces la masa del Sol, denominadas estrellas masivas, cuya intensa radiación y fuertes vientos estelares tienen un gran impacto en el medio que les rodea. En su interior se forjan átomos más pesados que el hidrógeno y el helio, que son cruciales para la evolución química de las galaxias y, en última instancia, para la aparición de la vida. Además, tras su muerte como supernova, dan lugar a las denominadas estrellas de neutrones y agujeros negros. Todo ello hace que entender su naturaleza y evolución resulte crucial para la Astrofísica.

En este contexto, se denominan supergigantes azules aquellas estrellas masivas que se encuentran en un estado intermedio de su vida, un momento crucial, similar a una ‘adolescencia’ estelar, que determinará para siempre el resto de sus vidas y su destino final. Debido a la complejidad de esta fase evolutiva, investigaciones previas, basadas en muestras con unas pocas decenas de estas estrellas, no han logrado proporcionar información suficiente para conocerlas en detalle.

En el estudio que se publica, se han obtenido observaciones de unas 750 estrellas supergigantes azules situadas hasta una distancia de 6.500 años luz de la Tierra, convirtiéndose en una de las muestras más completas y de mayor calidad construidas hasta la fecha. Para este estudio, el proyecto IACOB del IAC ha dedicado más de 15 años a obtener espectros (las huellas dactilares de las estrellas) de muy alta calidad y resolución de estrellas masivas, desarrollando además una búsqueda exhaustiva de supergigantes azules en la Vía Láctea para lograr examinar la gran mayoría de ellas. Estas observaciones se han realizado principalmente con los telescopios NOT y Mercator ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

“El análisis de esta muestra –señala Abel de Burgos Sierra, investigador del IAC y la ULL, y primer autor del artículo– permite abordar ya algunas de las preguntas sobre la naturaleza evolutiva y propiedades físicas de estos objetos que llevan décadas sin resolverse, ya que no se conocen tan bien como otros tipos de estrellas menos masivas, a pesar de que tienen una importancia en muchos campos de la astrofísica moderna”, añade.

Para la selección de la muestra se ha empleado un nuevo método de filtrado basado en una huella fácilmente identificable en los espectros de estas estrellas (la forma de la línea de H-beta). A través de una medida sencilla, esta nueva metodología permite hacer una identificación rápida y efectiva de estrellas con una temperatura y gravedad superficiales específicas. De esta manera, los investigadores no han necesitado inferir estos datos a partir de las habituales técnicas de análisis espectroscópico mediante complejos modelos de atmósferas estelares.

“Esto será crucial para identificar estrellas de este tipo cuando los próximos grandes sondeos espectroscópicos de estrellas masivas como WEAVE-SCIP desde el Roque de los Muchachos, o 4MIDABLE-LR desde la Silla, en Chile, comiencen a observar miles de estrellas de nuestra galaxia cada noche durante los próximos cinco años”, comenta Sergio Simón-Díaz, investigador del IAC, coautor del artículo e Investigador Principal (IP) del proyecto IACOB, una colaboración internacional liderada por el IAC que tiene como objetivo crear la base de espectros de estrellas masivas de la Vía Láctea más grande jamás construida.

El siguiente paso, en el que De Burgos ya está trabajando como parte de su tesis doctoral, es el de obtener datos precisos sobre parámetros físicos (masas, temperaturas, luminosidades) y abundancias químicas (He, C, N, O, Si) para la muestra de 750 supergigantes azules. “Esto ayudará a responder algunas de las preguntas más interesantes que siguen aún sin respuesta y que nos permitirán conocer mejor esta fase ‘adolescente’ de las estrellas masivas”, concluye Miguel A. Urbaneja, investigador de la Universidad de Innsbruck y coautor del artículo.

Artículo: A. de Burgos, S. Simón-Díaz, M. A. Urbaneja, I. Negueruela. “The IACOB project. IX. Building a modern empirical database of Galactic O9 – B9 supergiants: sample selection, description, and completeness”. Astronomy & Astrophysics, 2023. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202346179