Calculado por primera vez el radio de una enana blanca de núcleo de helio

21 de mayo de 2010

Se ha descubierto una pareja de enanas blancas que pertenecen a un sistema binario eclipsante, lo que ofrece a los astrónomos por primera vez, la oportunidad de medir directamente el radio de una de estas raras enanas blancas compuestas de helio puro.
Las enanas blancas son los remanentes extremadamente densos que permanecen al final de la vida de las estrellas similares al Sol. Su tamaño es similar al terrestre. Constituyen el estado evolutivo final de estrellas con masas que no alcanzan a explotar como supernovas. Según los últimos cálculos, un 97% de las estrellas de nuestra galaxia no terminarán su vida como supernovas. Cuando la estrella agota su combustible nuclear, normalmente queda un remanente nuclear compuesto por carbono y oxígeno, pero en raras ocasiones, asociados a sistemas binarios, el remanente de la estrella suele ser un núcleo de helio.
En la imagen de la izquierda podemos ver una ilustración del sistema NLTT 1178. La estrella más grande es la enana blanca de helio, mientras que la enana banca normal tiene el tamaño de la Tierra.
Justin Steinfadt, de la Universidad de California,en Santa Bárbara, se encontraba estudiando la estrella NLTT 11748, una de las pocas enanas blancas de helio conocidas, cuando observó que en algunas de las imágenes tomadas consecutivamente, capturadas en intervalos de un minuto,apareció una estrella más débil.
"Nuestra razón inicial para mirar esta estrella era la esperanza de que sería una estrella pulsante", dice Steinfadt. "Observacionalmente, estas pulsaciones se manifiestan con pequeñas variaciones (fluctuaciones de menos de un uno por ciento) en el brillo. El brillo de la estrella aumentaba y disminuía en un periodo de unos pocos minutos. En teoría, el comportamiento de estas pulsaciones pueden decir mucho sobre la estructura interior de las estrellas".
Pero resultó que lo que los astrónomos habían estado observado era en realidad los eclipses de tres minutos de duración de un sistema binario de estrellas en dos ocasiones durante la órbita de 5,6 horas. Las observaciones fueron seguidas rápidamente con el telescopio Keck de diez metros ubicado en Mauna Kea, en Hawai. Con el Keck, los astrónomos fueron capaces de medir el efecto Doppler de la estrella. Estas observaciones llevaron a la confirmación de que las estrellas terminan sus vidas en una variedad de maneras. "La formación de un sistema binario que contiene una enana blanca de helio de masa extremadamente baja tiene que ser el resultado de las interacciones y la pérdida de masa entre las dos estrellas originales", dice Steve Howell de la National Optical Astronomy Observatory, uno de los supervisores de Steinfadt.
La enana blanca de helio en el sistema recién descubierto tiene una masa de sólo el 15 por ciento de la masa solar. La teoría predice que estas estrellas son más calientes y más grandes que las enanas blancas normales, pero hasta ahora su tamaño nunca había sido medido. La otra estrella en el sistema binario es también una enana blanca, aunque una más ordinaria, compuesta principalmente de carbono y oxígeno con un 70 por ciento de la masa solar. Esta estrella es más masiva, pero también es mucho más pequeña que la enana blanca de helio, y la luz que emite es 30 veces más débil que la de su estrella compañera en el sistema binario.
"La enana blanca de helio tiene un radio de alrededor de 0,04 radios solares (4,4 veces el radio de la Tierra) y, la enana de carbono y oxígeno posee un radio de 0,01 radios solares, es decir, 1,1 veces el radio terrestre". Confirma Steinfadt, quien agrega: "El descubrimiento fue completamente fortuito, de todos los sistemas binarios descubiertos cuyas componentes son una enana blanca de núcleo de helio y otra enana blanca ordinaria, esta es la primera vez que se detectan eclipses entre ellas".
Lars Bildsten, profesor del Instituto de Física Teórica del UCSB de Kavli, comenta: "Una posibilidad particularmente interesante para reflexionar es lo que sucederá de aquí a 6 ó 10 millones de años. Este sistema binario está emitiendo ondas gravitatorias a un ritmo que obligará a los dos enanas blancas a entrar en contacto. ¿Qué sucederá entonces? Nadie lo sabe".
Los resultados serán publicados en Astrophysical Journal Letters.

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