Vea También
Una ilustración artística muestra una enana blanca (derecha) rodeando a una estrella mayor, similar al sol (izquierda), en una órbita ultracorta, formando un sistema binario "cataclísmico". Créditos: M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
En nuestra galaxia, aproximadamente la mitad de las estrellas son autónomas, como el Sol. La mitad restante se compone de pares y múltiplos de estrellas que orbitan alrededor de otras estrellas en tal proximidad que determinados sistemas estelares pueden caber entre la Tierra y la Luna.
Recientemente, los astrónomos del MIT y de otros lugares han descubierto una binaria estelar de este tipo. Situada dentro de un vasto catálogo de estrellas, esta binaria estelar o par de estrellas tiene una órbita extremadamente corta. Se orbitan mutuamente cada 51 minutos.
El sistema recién descubierto, llamado ZTF J1813+4251, parece pertenecer a una rara clase de binarias conocidas como "variables cataclísmicas", en las que una estrella similar a nuestro sol orbita estrechamente alrededor de una enana blanca, un núcleo caliente y denso de una estrella quemada. A diferencia de otros sistemas similares observados en el pasado, los astrónomos consiguieron captar esta variable cataclísmica cuando las estrellas se eclipsaban con frecuencia, lo que permitió al grupo cuantificar cuidadosamente las características de cada estrella.
A partir de estas mediciones, los astrónomos crearon y ejecutaron simulaciones de lo que probablemente esté haciendo el sistema en la actualidad y de cómo debería evolucionar en los próximos cientos de años. Llegaron a la conclusión de que las estrellas se encuentran en un estado de transición y que la estrella similar al sol ha estado dando vueltas y "donando" una parte importante de su atmósfera de hidrógeno a la voraz enana blanca. Con el tiempo, la estrella de tipo solar se convertirá en un gran núcleo denso y rico en helio. Antes de expandirse y separarse, las estrellas se acercarán aún más dentro de otros 70 millones de años, con una órbita ultracorta de sólo 18 minutos.
Kevin Burdge, becario Pappalardo del Departamento de Física del MIT, declaró: "Se trata de un caso raro en el que hemos captado uno de estos sistemas en el acto de pasar de la acreción de hidrógeno a la de helio. La gente predijo que estos objetos deberían hacer la transición a órbitas ultracortas, y durante mucho tiempo se debatió si podrían acortarse lo suficiente como para emitir ondas gravitacionales detectables. Este descubrimiento pone fin a eso".
Este sistema ha sido observado por el Zwicky Transient Facility (ZTF), un estudio que utiliza una cámara acoplada a un telescopio en el Observatorio Palomar de California. El estudio tomó más de 1.000 imágenes de cada una de las más de mil millones de estrellas del cielo, registrando los cambios de brillo de cada estrella a lo largo de días, meses y años.
Los científicos examinaron el catálogo en busca de señales de sistemas con órbitas ultracortas, cuya dinámica puede ser tan extrema que debería emitir espectaculares estallidos de luz y ondas gravitacionales.
Para este estudio, los científicos buscaron en los datos del ZTF estrellas que parecieran parpadear repetidamente, con un periodo inferior a una hora, una frecuencia que suele señalar un sistema de al menos dos objetos que orbitan estrechamente, en el que uno se cruza con el otro y lo bloquea brevemente. Posteriormente, utilizaron un algoritmo para clasificar entre más de mil millones de estrellas, cada una de las cuales fue captada en más de mil imágenes.
El programa eliminó alrededor de un millón de estrellas que parecían parpadear cada hora aproximadamente. A continuación, los científicos las escudriñaron personalmente en busca de algún signo de especial interés. ZTF J1813+4251, un sistema en la constelación de Hércules situado a unos 3.000 años luz de la Tierra, fue el foco de su búsqueda.
Burdge dijo: "Apareció esta cosa, en la que vi que se producía un eclipse cada 51 minutos, y dije, vale, esto es una binaria".
Posteriormente, el equipo utilizó el Observatorio W.M. Keck, en Hawai, y el Gran Telescopio Canarias, en España, para centrarse más en el sistema. Descubrieron que el sistema era excepcionalmente "limpio", es decir, que podían ver cómo cambiaba su luz con cada eclipse. Con esta claridad, pudieron medir con precisión la masa, el radio y el periodo orbital de cada objeto.
Con una masa de aproximadamente la mitad de la del Sol y un tamaño de una centésima parte, descubrieron que el primer objeto era probablemente una enana blanca. Una estrella de tipo solar cercana al final de su vida y con una décima parte del tamaño y la masa del sol era el segundo objeto (del tamaño de Júpiter, aproximadamente). Las estrellas también parecían girar una alrededor de la otra cada 51 minutos.
Burdge dijo: "Esta estrella se parecía al sol, pero el sol no puede entrar en una órbita de menos de ocho horas; ¿qué pasa aquí?".
"Este es un sistema especial. Tuvimos la suerte de encontrar un sistema que responde a una gran pregunta abierta y es una de las variables cataclísmicas con mejor comportamiento conocido".
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: MIT