Para nosotros, las estrellas pueden parecerse a joyas talladas, que brillan con frialdad contra la oscuridad aterciopelada del cielo nocturno. Y para algunos de ellos, eso puede ser cierto.
A medida que cierto tipo de estrella muerta se enfría, gradualmente se endurece y cristaliza. Los astrónomos han encontrado una que hace precisamente eso en nuestro patio trasero cósmico, una enana blanca compuesta principalmente de carbono y oxígeno metálico a solo 104 años luz de distancia, cuyo perfil de temperatura-masa sugiere que el centro de la estrella se está transformando en un denso, duro, ‘ diamante cósmico’ formado por carbono cristalizado y oxígeno.
El descubrimiento se detalla en un documento aceptado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y disponible en el sitio web de preimpresión arXiv.
“En este trabajo presentamos el descubrimiento de un nuevo sistema cuádruple similar a Sirius a una distancia de 32 parsecs, compuesto por una enana blanca en cristalización compañera de la triple HD 190412 previamente conocida”. escribir un equipo internacional de astrónomos
“En virtud de su asociación con estos compañeros de la secuencia principal, esta es la primera enana blanca en cristalización cuya edad total se puede restringir externamente, un hecho que utilizamos al intentar medir empíricamente un retraso en el enfriamiento causado por la cristalización del núcleo en la enana blanca. .”
Todas las cosas en el Universo deben cambiar. Cada estrella que cuelga en el firmamento, brillando intensamente con la luz generada por la fusión atómica, algún día se quedará sin combustible para sus fuegos y evolucionará hacia algo nuevo.
Para la gran mayoría de las estrellas, las que están por debajo de unas ocho veces la masa del Sol, incluido el Sol, ese algo es una estrella enana blanca.
Cuando se acaba el combustible, el material exterior de la estrella es arrojado al espacio circundante, y el núcleo restante, que ya no está soportado por la presión exterior suministrada por la fusión, colapsará en un objeto ultradenso, del tamaño de la Tierra (o la Luna). !), pero con una masa de hasta 1,4 soles.
La materia en las estrellas enanas blancas está muy comprimida, pero algo que se llama presión de degeneración de electrones evita que colapse aún más. Dos electrones no pueden ocupar estados idénticos, y esto evita que la enana blanca se vuelva aún más densa, como se ve en una estrella de neutrones o un agujero negro.
Las estrellas enanas blancas son tenues, pero aún brillan con calor residual. Con el tiempo, se enfrían y se espera que evolucionen a algo llamado estrella enana negra cuando pierden todo su calor y se convierten en un bulto frío de carbono cristalizado.
Los cálculos sugieren que este proceso lleva mucho tiempo, alrededor de un cuatrillón de años (eso es un millón de billones de años); dado que el Universo tiene solo unos 13.800 millones de años, no esperamos encontrar uno pronto.
Lo que podemos hacer es identificar los signos de cristalización a partir de los núcleos de las enanas blancas que vemos a nuestro alrededor.
Durante la cristalización, los átomos de carbono y oxígeno dentro de la enana blanca dejan de moverse libremente y forman enlaces, organizándose en una red cristalina. Durante este proceso se libera energía, que se disipa en forma de calor.
Esto produce una especie de meseta o ralentización en el enfriamiento de las estrellas enanas blancas, que se puede observar en el color y el brillo de la estrella, haciéndola parecer más joven de lo que realmente es.
Para medir con precisión el brillo de una estrella, es necesario saber con precisión a qué distancia se encuentra, algo que se ha hecho mucho más posible en los últimos años gracias al mapeo estelar de alta precisión realizado por la misión Gaia.
Esto significa que ahora podemos identificar enanas blancas en cristalización con mucha más confianza.
Venner y sus colegas estaban usando los datos de Gaia para buscar múltiples sistemas estelares, al identificar estrellas cuya asociación con otras podría no haber sido clara.
Y descubrieron que una estrella enana blanca descubierta recientemente (recuerde que estas cosas son muy tenues) estaba ligada gravitacionalmente a lo que se pensaba que era una sistema de tres estrellasdenominado HD 190412.
El descubrimiento de la enana blanca, ahora llamada HD 190412 C, convirtió al triplete en cuatrillizos, pero había más en juego. Sus propiedades sugieren que está en proceso de cristalización.
Sea o no eso el cristal enano blanco es diamante es desconocido; la densidad de las enanas blancas es de alrededor de 1 millón de kilogramos por metro cúbico, mientras que la densidad del diamante es de unos 3.500 kilogramos por metro cúbico. Alótropos más densos de carbono existen; por otro lado, hay muchos diamantes flotando en el espacio.
Las otras tres estrellas en el sistema permitieron al equipo restringir externamente la edad de la enana blanca, algo que no se había hecho antes para una conocida enana blanca en cristalización.
La edad del sistema es de alrededor de 7.300 millones de años. La edad de la enana blanca parece ser de unos 4200 millones de años. La discrepancia es de 3.100 millones de años, lo que sugiere que la tasa de cristalización ha ralentizado la tasa de enfriamiento de la enana blanca en aproximadamente 1.000 millones de años, dicen los investigadores.
En sí mismo, la datación no es suficiente para alterar nuestros modelos de cristalización de enanas blancas, pero el descubrimiento y su proximidad a la Tierra sugieren que podría haber muchos más sistemas de este tipo que podemos explotar para evaluar este fascinante proceso.
“Proponemos que el descubrimiento de este sistema a solo 32 parsecs sugiere que es probable que haya numerosos sistemas similares a Sirio que contengan enanas blancas en cristalización. Por lo tanto, los descubrimientos futuros pueden permitir pruebas más sólidas de los modelos de cristalización de enanas blancas”. los investigadores escriben.
“Llegamos a la conclusión de que el descubrimiento del sistema HD 190412 ha abierto una nueva vía para comprender las enanas blancas en cristalización”.
La investigación ha sido aceptada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Societyy está disponible en arXiv.