Primera imatge d’un gegant moribund en una altra galàxia

Observar en detall un estel que no estigui en la nostra galàxia era una fita impensable fa pocs anys. Les distàncies entre la Via Làctia i les galàxies que tenim més pròximes són tan enormes, que qualsevol estel, per gran i brillant que sigui, no podia ser resolt per cap dels telescopis i instruments a la nostra disposició. Però ara, finalment, un grup d’astrònoms ha aconseguit superar aquest repte. Utilitzant la potència conjunta dels 4 telescopis de 8 metres de diàmetre del Very Large Telescope (VLT) han pogut observar i obtenir una imatge d’un estel anomenat WOH G64 que forma part del Gran Núvol de Magalhaes, una galàxia satèl·lit de la nostra situada a uns 160.000 anys llum de distància.

Aquest estel no és un desconegut, ja que des de la seva descoberta a principis del 1970, va ser identificat com un dels possibles candidats a explotar com a supernova en qualsevol moment. Ara mateix l’estem observant en la fase final de la seva vida, un moment en el qual ha esdevingut un supergegant vermell. Va arribar a aquest moment quan, havent «cremat» tot l’hidrogen que el formava originalment, va començar a fusionar els àtoms d’heli que li quedaven, una reacció de fusió nuclear molt més energètica i irregular que l’anterior amb l’hidrogen. La immensa pressió que genera aquesta nova reacció de fusió nuclear al seu interior, empeny les capes externes de l’estel a expandir-se fins que a arribar a ser unes 2000 vegades més gran que el nostre sol. En aquests moments tan convulsos, en què l’estel és més de 300.000 vegades més lluminós que el nostre sol, genera violentes tempestes i vents estel·lars que expulsen part de les capes externes, una barreja de gas i pols, lluny de la seva superfície.

Imatge de WOH G64 obtinguda per l'instrument GRAVITY al VLTI. Crèdit: ESO/K. Ohnaka et al.

La imatge històrica d’aquest estel s’ha aconseguit gràcies a la combinació de les observacions dels 4 telescopis del VLT en la seva configuració VLTI, utilitzant una tècnica que s’anomena interferometria òptica. En aquesta configuració, els 4 telescopis de 8 metres treballen conjuntament com si es tractés d’un sol telescopi de 130 metres de diàmetre, augmentant enormement la capacitat de resolució angular dels objectes que observa, és a dir que se’ls veu amb molts més detalls. Però per funcionar, la interferometria òptica necessita alinear, amb perfecció gairebé absoluta, la llum que rep de cadascun dels telescopis individuals i que presenta petites diferències degudes tant a la separació entre ells com a les turbulències presents a la nostra atmosfera. Per poder fer aquesta feina, el VLTI disposa, des del 2016, de l’instrument GRAVITY que pot proporcionar imatges amb una resolució de quatre mil·lisegons d'arc. Per reeixir aquesta fita, una part de GRAVITY s'assegura que la llum que obtenen els telescopis s'estabilitzi, observant una estrella brillant que actua a mode de referència al cell similar a l'àncora d'un vaixell. Mentrestant, la segona part de l'instrument pot observar l’objecte d’interès amb temps d'exposició llargs, més de cent vegades més del que era possible abans, com ha sigut el cas de WOH G64.

La imatge real a l'esquerra amb una reproducció artistica a la dreta de com podriem veure WOH G64 amb més resolució. Crèdit: ESO/K. Ohnaka et al., L. Calçada

La imatge resultant ha sorprès tota la comunitat astronòmica, fins i tot l’equip l’ha aconseguit i que fa anys que estudia aquest estel mitjançant tots els instruments a la seva disposició. Efectivament, s’hi pot veure clarament l’estel supergegant vermell, però la sorpresa és que també es distingeix clarament un embolcall en forma d’ou al seu voltant. No està clar l’origen exacte d’aquest embolcall, però sí que tot porta a pensar que estem veient almenys una part del material que l’estel ha expulsat i que s’ha quedat orbitant al seu voltant. Tot i que s’esperava que aquest material s’organitzés de forma més simètrica i s’assemblés més a una esfera que no pas a un el·lipsoide com s’observa en la imatge. Una hipòtesi que s’ha posat sobre la taula per explicar aquesta estranya forma seria la presència d’un estel company, fins ara invisible, que estires cap a ell una part del material ejectat.

Però tot i la seva forma sorprenent, la presència d’aquest núvol de deixalles que es va acumulant al voltant de l’estel sí que sembla ser la causa per la qual des de fa gairebé una dècada s’ha anat observant que la lluminositat de l’estel disminueix progressivament. A poc a poc, el material acumulat va tapant el mateix estel i ben aviat, si segueix la tendència actual, el GRAVITY ja no podrà obtenir imatges com la que s’ha fet pública ara. Per continuar amb l’observació de WOH G64, caldrà la següent generació d’instruments del VLTI, el GRAVITY+, que millorarà la seva sensibilitat i permetrà observar objectes centenars de vegades més febles que el que permet actualment el GRAVITY.

Ubicació de WOH G64 en el gran núvol de Magalhaes, vist des del Cerro Paranal (Xile) amb els telescopis del VLTI en primer pla. Crèdit: ESO/K. Ohnaka et al./Y. Beletsky (LCO)

L’oportunitat que ens ofereix aquest gegant moribund és massa bona per deixar escapar i cal seguir observant com evoluciona en els propers anys. Tenim la sort de poder assistir en directe a un moment realment únic que és la seva mort en una gran explosió de tipus supernova i potser al naixement d’un estel de neutrons o d’un forat negre. No sabem quan això pot passar, pot ser d’aquí a uns dies, setmanes, mesos, anys, dècades o més, però cal que estiguem preparats i que disposem de les eines per poder seguir aquests moments únics i tan difícils de veure. Segur que mentrestant podrem acumular més coneixement sobre el final de la vida d’un estel d’aquest tipus, que és el lloc on es van «cuinar» els elements que ens componen. Estem fets dels àtoms que estels com aquest van crear i repartir per tota la nostra galàxia fa milers de milions d’anys a l’explotar, i doncs quan observem la mort de WOH G64 estem observant, d’alguna manera, els nostres propis orígens.