Dos estrellas se fusionaron para formar una enana blanca masiva

Impresión artística de dos enanas blancas en proceso de fusión. - UNIVERSITY OF WARWICK/MARK GARLICK

   MADRID, 2 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Una estrella enana blanca masiva con una extraña atmósfera rica en carbono podría ser el resultado de dos enanas blancas fusionadas, que solo evitó por poco la destrucción.

   Científicos liderados por astrónomos de la Universidad de Warwick han descubierto una enana blanca ultramasiva inusual alrededor de 150 años luz de la Tierra con una composición atmosférica nunca antes vista, la primera vez que se identifica una enana blanca fusionada utilizando su composición atmosférica como pista.

   El descubrimiento, publicado en la revista 'Nature Astronomy', podría plantear nuevas preguntas sobre la evolución de las estrellas enanas blancas masivas y sobre el número de supernovas en nuestra galaxia.

   Esta estrella, llamada WDJ0551 + 4135, fue identificada en una encuesta de datos del telescopio Gaia de la Agencia Espacial Europea. Los astrónomos siguieron con una espectroscopia tomada con el telescopio William Herschel, centrándose en esas enanas blancas identificadas como particularmente masivas, una hazaña que fue posible gracias a la misión Gaia.

   Al descomponer la luz emitida por la estrella, los astrónomos pudieron identificar la composición química de su atmósfera y descubrieron que tenía un nivel inusualmente alto de carbono presente.

   El autor principal, el doctor Mark Hollands, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, destaca en un comunicado que "esta estrella se destacó como algo que nunca antes habíamos visto. Se podría esperar ver una capa externa de hidrógeno, a veces mezclada con helio, o simplemente una mezcla de helio y carbono. No espera ver esta combinación de hidrógeno y carbono al mismo tiempo, ya que debería haber una capa gruesa de helio en el medio que lo prohíba. Cuando lo miramos, no tenía sentido".

   Las enanas blancas son los restos de estrellas como nuestro propio Sol que han quemado todo su combustible y arrojan sus capas exteriores. La mayoría son relativamente livianos, alrededor de 0,6 veces la masa de nuestro Sol, pero este pesa 1,14 masas solares, casi el doble de la masa promedio. A pesar de ser más pesado que nuestro Sol, se compacta en dos tercios del diámetro de la Tierra.

   La edad de la enana blanca también es una pista. Las estrellas más viejas orbitan la Vía Láctea más rápido que las más jóvenes, y este objeto se mueve más rápido que el 99% de las otras enanas blancas cercanas con la misma edad de enfriamiento, lo que sugiere que esta estrella es más vieja de lo que parece.

   El doctor Hollands agrega: "Tenemos una composición que no podemos explicar a través de la evolución estelar normal, una masa dos veces el promedio de una enana blanca y una edad cinemática mayor que la inferida por el enfriamiento. Estamos bastante seguros de cómo una estrella forma una enana blanca y no debería hacerlo --prosigue--. La única forma de explicarlo es si se formó mediante la fusión de dos enanas blancas".

   La teoría es que cuando una estrella en un sistema binario se expande al final de su vida, envolverá a su compañero, acercando su órbita a medida que la primera estrella se encoge. Lo mismo sucederá cuando la otra estrella se expanda. Durante miles de millones de años, la emisión de ondas gravitacionales reducirá aún más la órbita, hasta el punto de que las estrellas se fusionen.

   Si bien se prevé que se produzcan fusiones de enanas blancas, esta sería particularmente inusual. La mayoría de las fusiones en nuestra galaxia serán entre estrellas con diferentes masas, mientras que esta fusión parece ser entre dos estrellas de tamaño similar.

   También hay un límite de lo grande que puede ser la enana blanca resultante: a más de 1,4 masas solares se cree que explotaría en una supernova, aunque es posible que estas explosiones puedan ocurrir a masas ligeramente más bajas, por lo que esta estrella es útil para demostrar lo masiva que puede ser una enana blanca y aún sobrevivir.

   Debido a que el proceso de fusión reinicia el enfriamiento de la estrella, es difícil determinar qué edad tiene. La enana blanca probablemente se fusionó hace unos 1.300 millones de años, pero las dos enanas blancas originales pueden haber existido durante miles de millones de años antes.

   Es una de las pocas enanas blancas fusionadas que se han identificado hasta ahora, y la única a través de su composición. El doctor Hollands añade que "no hay tantas enanas blancas tan grandes, aunque hay más de lo que cabría esperar, lo que implica que algunas de ellas probablemente se formaron por fusiones".

   "En el futuro, podremos usar una técnica llamada asteroseismología para aprender sobre la composición central de la enana blanca a partir de sus pulsaciones estelares, que sería un método independiente que confirmaría que esta estrella se formó a partir de una fusión", asegura.

   "Quizás el aspecto más emocionante de esta estrella es que debe de haber fracasado en su explosión como una supernova: estas gigantescas explosiones son realmente importantes en el mapeo de la estructura del Universo, ya que pueden detectarse a distancias muy grandes --explica--. Sin embargo, sigue habiendo mucha incertidumbre acerca de qué tipo de sistemas estelares llegan a la etapa de supernova. Por extraño que parezca, medir las propiedades de esta supernova 'fallida', y las semejanzas con el futuro, nos dice mucho sobre los caminos hacia la auto aniquilación termonuclear".