21 de octubre de 2015

El beso final de dos estrellas

En la Gran Nube de Magallanes y situado a unos 160.000 años luz de nosotros se encuentra un objeto muy particular. Se trata del sistema estelar doble VFTS 352, el vivero más activo de nuevas estrellas en el universo cercano. Nuevas observaciones del VLT (Very Large Telescope) de ESO han revelado que estamos ante uno de los objetos más extraños jamás encontrado.

Imagen 1: Representación artística del sistema binario VFTS 352. Créditos: ESO/L. Calçada.

Observado con el instrumento FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) del VLT y como parte del sondeo VLT FLAMES de la Tarántula, se ha visto que el sistema está formado por dos estrellas muy calientes, brillantes y masivas que orbitan entre sí en poco más de un día brillando con una potente luz blancoazulada debido a las altas temperaturas a las que se encuentran, de unos 40.000º C. Además, las estrellas están tan juntas que sus superficies se superponen habiéndose formado un puente entre ellas.

Estrellas vampiro

Estas estrellas dobles tan particulares están relacionadas con el comportamiento extraños de las "estrellas vampiro", donde la compañera menor absorbe material de la superficie de la más grande, tal y como se puede ver en el artículo "Binary Interaction Dominates the Evolution of Massive Stars" (H. Sana et al, 2012, Sci 337, 444-446). Pero el caso de VFTS 352 es muy particular, ya que el tamaño de las dos estrellas es prácticamente idéntico por lo que el material no es atraído de una estrella a otra, sino que lo comparten.

Este tipo de sistema es muy raro porque la etapa en la que se encuentra VFTS 352 es de una duración extremadamente corta. “VFTS 352 es el mejor de los casos encontrados hasta ahora de estrella doble masiva y caliente que presenta este tipo de mezcla interna”, explica Leonardo A. Almeida, de la Universidad de Sao Paulo (Brasil) y autor principal del artículo que expone esta investigación.

Imagen 2: Región de formación estelar de La Tarántula. Allí se encuentra el sistema estelar doble VFTS 352, marcado con una cruz hacia el centro de la imagen. Créditos: ESO/M.R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey.

Los dos escenarios

Los científicos todavía no saben como acabará este "beso" de las estrellas que componen VFTS 352, pero han barajado dos posibles escenarios:
1) Las estrellas terminarán fusionándose en una estrella gigante magnética de rotación rápida.
2) Si las estrellas se mezclan lo suficientemente bien, ambas permanecerán compactas y el sistema podrá evitar la fusión.
En el caso de que esta historia se desarrolle según el escenario 2, llevaría a los objetos por un nuevo camino evolutivo que estaría fuera de la evolución estelar clásica. Terminarían sus vidas como dos explosiones de supernova simultáneas formando un sistema binario de agujeros negros que proporcionarían una intensa fuente de las ondas gravitacionales predichas por la teoria general de la relatividad de Albert Einstein.

Independientemente de cómo termine esta historia, el sistema ya ha proporcionado a los astrónomos nueva y valiosa información sobre los poco conocidos procesos evolutivos de los sistemas de estrellas binarias de contacto masivas.

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El artículo asociado a esta investigación se ha publicado en la revista Astrophysical Journal bajo el título “Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing”, por L. Almeida et al.

El equipo está formado por L.A. Almeida (Johns Hopkins University, Estados Unidos; Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas/Universidade de São Paulo, Brasil), H. Sana (STScI, Estados Unidos; KU Leuven, Bélgica), S.E. de Mink (University of Amsterdam, Países Bajos), F. Tramper (University of Amsterdam, Paises Bajos), I. Soszynski (Warsaw University Observatory, Polonia), N. Langer (Universität Bonn, Alemania), R.H. Barba (Universidad de La Serena, Chile), M. Cantiello (University of California, Estados Unidos), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brasil), A. de Koter (University of Amsterdam, Países Bajos; Universiteit Leuven, Bélgica), M. Garcia (Centro de Astrobiología/INTA-CSIC, España), G. Gräfener (Armagh Observatory, Reino Unido), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, España; Universidad de La Laguna, España), I. Howarth (University College London, Reino Unido), J. Maíz Apellaniz (Centro de Astrobiología/INTA-CSIC, España), C. Norman (Johns Hopkins University, Estados Unidos), O.H. Ramírez-Agudelo (University of Amsterdam, Países Bajos ) y J.S. Vink (Armagh Observatory, Reino Unido).
Artículo científico:

La imagen 2 es una composición en luz visible e infrarroja captada por el instrumento WFI (Wide Field Imager) del telescopio MPG/ESO de 2,2 metros y por el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) en los siguientes filtros:
- Filtro óptico en banda V (WFI)
- Filtro infrarrojo en banda V (VISTA)
- Filtro óptico en banda R (WFI)
- Filtro infrarrojo en banda J (VISTA)
- Filtro infrarrojo en banda K (VISTA)

Referencias:
- Binary Interaction Dominates the Evolution of Massive Stars (H. Sana et al, 2012, Sci 337, 444-446)

Agradecimientos:

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