Detectan una ‘extraña pareja’ de estrellas, las más próximas entre sí vistas hasta ahora
Aproximadamente la mitad de Estrellas en nuestra galaxia brillan solas, como el Sol, pero la otra mitad está formada por estrellas que giran alrededor de otras estrellas, la mayoría en parejas o tríos, y con órbitas tan cercanas que algunos de estos sistemas estelares caben cómodamente en la pantalla. la tierra y la luna.
Ahora, un equipo de investigadores dirigido por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto un sistema estelar binario en el que sus dos estrellas están tan cerca que pueden orbitar entre sí en solo 51 minutos. El sistema parece pertenecer a una rara clase de estrellas binarias conocidas como «variable catastrófica’, en el que una estrella similar a nuestro Sol orbita a una distancia muy corta de una enana blanca, el núcleo denso y caliente de una estrella vieja que ha desaparecido desde entonces. El estudio acaba de ser publicado en ‘Naturaleza‘.
variables catastróficas
Una variable cataclísmica ocurre cuando las dos estrellas se acercan más durante miles de millones de años, lo que hace que la enana blanca comience a consumir material de su estrella compañera y, por lo tanto, crezca cada vez más. Este proceso puede emitir enormes destellos de luz que los astrónomos han interpretado durante siglos como el resultado de una catástrofe desconocida.
El sistema recién descubierto, etiquetado ZTFJ1813+4251, es una variable catastrófica con la órbita más corta descubierta hasta ahora. A diferencia de otros sistemas similares, los astrónomos capturaron este «par impar» cuando las estrellas se escondieron unas de otras varias veces, lo que permitió al equipo medir con precisión las propiedades de cada una.
Estas medidas permitieron a los investigadores simular lo que probablemente esté haciendo el sistema en la actualidad y también predecir cómo evolucionaría en los próximos cien millones de años. A partir de esto, concluyeron que las estrellas se encuentran actualmente en transición y que la estrella similar al Sol ha estado orbitando durante mucho tiempo y «donando» gran parte de su atmósfera de hidrógeno a la voraz enana blanca. En el futuro, la estrella similar al Sol se reducirá a poco más que un núcleo denso y particularmente rico en helio. En otros 70 millones de años, las estrellas, con una órbita ultracorta de 18 minutos, se acercarán aún más antes de comenzar a expandirse y separarse nuevamente.
Ya hace varias décadas, los investigadores predijeron que tales variables catastróficas deberían moverse a órbitas ultracortas. Pero esta es la primera vez que se observa directamente un sistema de transición de este tipo.
«Este es un caso raro en el que detectamos uno de estos sistemas en la transición de la acumulación de hidrógeno a helio», explica. Kevin Burge, del Departamento de Física del MIT y uno de los autores del estudio. Ya se ha predicho que estos objetos entrarán en órbitas ultracortas, y se ha debatido durante mucho tiempo si podrían acortarse lo suficiente como para emitir ondas gravitacionales detectables. Este descubrimiento lo confirma”.
uno en mil millones
Los astrónomos descubrieron el nuevo sistema entre los datos de un vasto catálogo de estrellas recopilado gracias al estudio Centro de transición de Zwicky (ZTF), que utiliza una cámara conectada a un telescopio en el Observatorio Palomar en California para tomar imágenes de alta resolución de estrellas en gran parte del cielo. El ZTF ya ha tomado más de 1000 imágenes de cada una de las más de 1000 millones de estrellas visibles en el cielo y ha registrado el brillo cambiante de cada una a lo largo de días, meses y años.
Burdge y sus colegas recorrieron el catálogo en busca de signos de sistemas de órbita ultracorta tan extremadamente energéticos que deberían emitir periódicamente poderosos estallidos de luz y ondas gravitacionales que, dice el científico, «nos permitirán estudiar el Universo de formas completamente nuevas». «.
En particular, Burdge peinó los datos de ZTF en busca de estrellas que parecen encenderse repetidamente con un período de menos de una hora, una frecuencia que normalmente señala un sistema de al menos dos objetos en órbita cercana, uno cruzando al otro y emitiendo momentáneamente su luz bloqueada. Entonces, Burdge seleccionó primero alrededor de un millón de estrellas de los mil millones de ZTF, que parecían parpadear a intervalos de aproximadamente una hora. Luego volvió a seleccionar las señales que encontró más interesantes, y finalmente se decidió por el sistema ZTF J1813+4251, ubicado a unos 3.000 años luz de la Tierra en la constelación de Hércules. “Vi un eclipse solar cada 51 minutos y dije, está bien, definitivamente es binario”, recuerda el investigador.
un estudio completo
Después de seleccionar el objetivo, Burdge y sus colegas lo observaron con los poderosos telescopios del Observatorio Keck en Hawai y con el Gran telescopio canario, y descubrieron que el sistema estaba excepcionalmente «limpio», lo que significa que podían ver claramente cómo cambia la luz con cada eclipse. Esta claridad les permitió medir con precisión la masa y el radio de cada objeto, así como su período orbital.
Fue así como descubrieron que el primer objeto era probablemente una enana blanca, cien veces más pequeña que el Sol y aproximadamente la mitad de su masa. El segundo objeto era una estrella similar al Sol, aunque diez veces más pequeña (aproximadamente del tamaño de Júpiter) y mucho más cerca del final de su vida. Ambas estrellas se orbitan entre sí cada 51 minutos.
Pero todavía había algo que no cuadraba del todo. «La estrella más grande se parecía al sol», recuerda Burdge, «pero el sol no cabe en una órbita de menos de ocho horas. ¿Que está pasando aqui?»
La respuesta no se hizo esperar. hace casi 30 años gran informe, también del MIT, había predicho con sus colegas que los sistemas con órbitas ultracortas deberían existir como variables catastróficas. Por lo tanto, dado que la enana blanca se alimenta de la estrella y come su hidrógeno, al igual que el Sol, debería encogerse hasta que se reduzca a un núcleo de helio, un elemento más denso que el hidrógeno y lo suficientemente pesado como para mantener a raya a la estrella muerta y órbita extremadamente corta.
Burdge se dio cuenta de que ZTF J1813+4251 probablemente era una variable catastrófica que estaba en proceso de transición de un cuerpo rico en hidrógeno a uno rico en helio. El descubrimiento confirma las predicciones de Rappaport y su equipo y también se cree que es la variable catastrófica en órbita más corta descubierta hasta la fecha.
«Es un sistema muy especial», dice Burdge. Fuimos doblemente afortunados de encontrar un sistema que responde a una gran pregunta sin respuesta y, al mismo tiempo, es una de las variables catastróficas de mejor comportamiento que conocemos».
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