Pre-nova Observations of T CrB: A view from the CHARA Array

Resumen Técnico: Observaciones Pre-nova de T CrB desde el Conjunto CHARA

Problema y Motivación
T Coronae Borealis (T CrB) es un sistema de nova recurrente simbiótica que comprende una gigante roja (RG) y una enana blanca (WD), con erupciones históricas registradas en 1866 y 1946, y una erupción anticipada para mediados de la década de 2020. Comprender el estado pre-erupción del sistema, particularmente el radio físico de la RG, es crítico para la comparación con los límites teóricos de la elipsoide de Roche y para modelar los eyectos post-erupción. Intentos previos de medir el diámetro angular de la RG utilizando el Interferómetro de Banco de Pruebas de Palomar (PTI) arrojaron un diámetro de disco uniforme de 0.85 ± 0.15 mas; sin embargo, este valor excede el límite de resolución del PTI en longitudes de onda de infrarrojo cercano, lo que convierte la medición en un límite superior poco fiable. En consecuencia, se requirieron observaciones interferométricas de mayor resolución para establecer una línea base precisa de la geometría del sistema antes de la erupción.

Metodología
Los autores llevaron a cabo una campaña de observación utilizando el Conjunto CHARA en el Observatorio Mount Wilson entre 2022 y 2025. Las observaciones se adquirieron utilizando dos combinadores de haz: MIRC-X en la banda H (1.5–1.8 µm) y MYSTIC en la banda K (2.0–2.4 µm). El conjunto de seis telescopios de 1 metro proporcionó líneas de base que oscilan entre 34 y 331 metros, logrando resoluciones angulares de aproximadamente 0.5 mas (banda H) y 0.7 mas (banda K).

La reducción de datos consistió en calibrar las visibilidades al cuadrado ($V^2$) del objetivo contra estrellas calibradoras cercanas seleccionadas según criterios de fuente puntual no resuelta, verificaciones de binariedad de Gaia DR3 y proximidad de brillo. El análisis utilizó el módulo PMOIRED para ajustar modelos de disco con oscurecimiento de limbo (LDD) a las visibilidades al cuadrado. Debido a que las observaciones solo muestrearon el primer lóbulo de visibilidad y las fases de cierre fueron consistentes con cero (lo que indica que no hay una desviación significativa de la centrosimetría en las escalas resueltas), los autores restringieron los ajustes utilizando coeficientes de oscurecimiento de limbo de la literatura (Claret & Bloemen 2011) en lugar de tratarlos como parámetros libres. Los autores también realizaron simulaciones utilizando ROTIR y OITOOLS para generar observaciones sintéticas de estrellas que llenan el Lóbulo de Roche, probando cómo la inclinación, el ángulo de posición (PA) y la cobertura $(u,v)$ afectan los diámetros LDD derivados.

Resultos Clave

• Diámetros Angulares: El estudio reporta diámetros angulares promedio con oscurecimiento de limbo para la RG de $0.70 \pm 0.04$ mas en la banda H y $0.72 \pm 0.07$ mas en la banda K en todas las épocas.
• Radios Físicos: Adoptando una distancia de $914^{+24}_{-22}$ pc, los radios físicos derivados son $69 \pm 5 R_\odot$ (banda H) y $71 \pm 8 R_\odot$ (banda K).
• Consistencia con el Lóbulo de Roche: Estos radios medidos son consistentes con una donante que llena el Lóbulo de Roche, coincidiendo con el radio de volumen del Lóbulo de Roche de $71 R_\odot$ derivado de soluciones orbitales publicadas (Munari et al. 2025).
• Variaciones de Fase: Los datos muestran una tendencia donde los diámetros angulares son mayores cerca de la cuadratura y menores cerca de la conjunción inferior, lo cual es consistente con una estrella elongada. Sin embargo, los autores señalan que las mediciones cerca de la conjunción inferior (2024–2025) utilizaron calibradores con diámetros similares al objetivo, lo que introdujo una mayor incertidumbre y evitó conclusiones firmes sobre los cambios de radio dependientes de la fase.
• Diferencias Espectrales: Los diámetros en la banda K son, en promedio, un 8% más grandes que los de la banda H. Aunque esto podría sugerir una extensión atmosférica (por ejemplo, bandas de CO), los autores encontraron que excluir las cabezas de banda de CO no alteró significativamente los diámetros, sugiriendo que la diferencia puede provenir de las incertidumbres en los coeficientes de oscurecimiento de limbo en lugar de una extensión física.
• Búsqueda de Compañero: No se detectaron compañeros terciarios dentro de un radio de 200 mas, con límites de detección de $5\sigma$ que oscilan entre $\Delta m \approx 2.2$ y $5.8$ mag dependiendo de la época.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo establece las primeras mediciones fiables de alta resolución angular del diámetro angular de la RG en T CrB antes de su anticipada erupción. Los autores afirman que estas mediciones proporcionan una línea base necesaria para la comparación durante y después de la erupción. Específicamente, los resultados apoyan el modelo de una RG que llena el Lóbulo de Roche, un componente clave para comprender la dinámica de transferencia de masa que conduce a la fuga termonuclear.

Los autores enfatizan que, si bien las observaciones caracterizan el estado de la RG antes del estallido, también sientan las bases para analizar la geometría post-erupción. El conocimiento del tamaño de la RG y de la órbita binaria del sistema será esencial para modelar la compleja morfología de los eyectos, que se espera interactúen con el viento preexistente de la RG, creando choques y patrones de expansión no esféricos. El estudio concluye que los radios medidos son representativos del estado típico de la estrella, ya que no hay evidencia en la literatura de cambios significativos en el radio durante las diversas fases de actividad del sistema (superactiva, mínimo profundo y recuperación) durante la última década.