Las estrellas enanas blancas pueden colisionar para crear un nuevo tipo de estrella extraña “al revés”, según dos nuevos estudios publicados esta semana.
Un equipo de astrónomos identificó dos estrellas pequeñas y brillantes llamadas subenanas calientes que tenían una composición aún no vista. Otro grupo de investigación encontró un mecanismo para explicar cómo se podría haber formado este tipo de estrellas.
Las dos estrellas extrañas fueron “las primeras de su tipo” en ser identificadas y deben ser extremadamente raras, dice marcelo Miller Bertolami, astrofísico del Instituto de Astrofísica de La Plata, Argentina, quien dirigió el estudio teórico sobre cómo podrían formarse tales estrellas, publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomy Society.
Las enanas blancas son los núcleos de estrellas muertas que se enfrían lentamente. Las subenanas calientes son estrellas viejas bastante poco comunes que arden cuatro veces más que la superficie del sol y, a diferencia de nuestro sol, fusionan helio en sus núcleos en lugar de hidrógeno, dice Miller Bertolami.
La mayoría de las estrellas son tres cuartas partes de hidrógeno, una cuarta parte de helio y algunos otros elementos, dice Miller Bertolami. Una estrella fusiona primero sus elementos más livianos, por lo que solo fusionará helio si ya ha quemado su hidrógeno, o si la gravedad de otro objeto alejó el hidrógeno de la estrella.
Pero las dos estrellas recién descubiertas no se parecían a otras subenanas que queman helio, como notó un equipo de astrónomos. según un informe publicado en el mismo diario esta semana. El equipo, dirigido por Klaus Werner, astrónomo del Centro de Astrofísica y Física de Partículas de Alemania, se dio cuenta de que no solo vieron una estrella con una superficie rica en helio, sino también rica en carbono y oxígeno.
“Esto es extremadamente, extremadamente poco común”, dice Miller Bertolami. Por lo general, una estrella crea carbono y oxígeno al quemar helio en su núcleo, y esos elementos no serían visibles en la superficie. Pero el equipo descubrió que alrededor del 40 por ciento de la superficie de la estrella estaba compuesta de carbono y oxígeno.
“Necesitas encontrar una manera de llevar todo ese carbono y oxígeno a la superficie y esto no es fácil”, dice Miller Bertolami.
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El equipo de Werner, que ya conocía a Miller Bertolami, se acercó a él para tratar de averiguar cómo se podrían haber formado estos extraños objetos. El equipo de Miller Bertolami ya estaba trabajando en un proyecto similar y pudo mostrar cómo se podía formar una estrella tan extraña.
Miller Bertolami y sus colegas descubrieron que una enana blanca más pesada rica en helio, en las condiciones adecuadas, podría interactuar con una enana blanca más ligera rica en carbono y oxígeno. Juntos, ese par podría crear una subenana caliente que combine los materiales de ambos.
Estas dos estrellas habrían existido en un binario, lo que significa que orbitaban una alrededor de la otra. Con el tiempo, emitirían ondas de gravedad y girarían en espiral uno hacia el otro hasta que se encontraran, dice Miller Bertolami. En este proceso, se acercarían lo suficiente como para que las fuerzas de las mareas destrozaran uno o ambos.
Normalmente, la estrella más masiva destruirá a la menos masiva y canibalizará el material de la estrella más ligera. En el modelo de Miller Bertolami, la enana blanca de helio destruyó una más ligera de carbono y oxígeno, que es como la estrella sobreviviente terminó con tripas de estrella de carbono y oxígeno salpicadas por toda su superficie.
Las enanas blancas estaban previamente muertas, ya que ya no fusionaban átomos en elementos más pesados para producir energía. Pero la fusión entre ellos reavivó la fusión dentro de una nueva estrella “renacida”: la subenana, dice Miller Bertolami.
Los dos estudios forman “una buena conexión entre la teoría y las observaciones”. Warren marrón, astrofísico del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian que no participó en ninguno de los estudios. “Las medidas son bastante sencillas”, dice, y la explicación teórica parece “una gran solución” a un rompecabezas observacional.
Lo sorprendente es que estas estrellas están “algo así como al revés”, dice Brown. Los elementos pesados que los científicos esperarían que se crearan en sus núcleos (carbono y oxígeno) aparecen en la superficie, mientras que los núcleos están llenos de helio ligero.
“Es físicamente posible, por lo que debe suceder”, dice Brown. La pregunta es ¿con qué frecuencia? Una vez que los astrónomos obtienen una muestra más grande, cientos o al menos decenas de estrellas, pueden comenzar a descubrir qué tan frecuentes son este tipo de estrellas en la galaxia.
Aunque esta observación no tiene precedentes, es posible que los astrónomos pronto tengan nuevas herramientas para detectar eventos estelares similares. los Antena espacial de interferómetro láser (LISA) y otros detectores de ondas gravitacionales de próxima generación podrán detectar decenas de miles de estrellas binarias en nuestra galaxia, dice Brown. Las fusiones de enanas blancas como estas emitirán ondas gravitacionales y ofrecerán otra lente a través de la cual estudiarlas.