Astrónomos han capturado una estrella ‘vampiro’ drenando a su compañera, una enana marrón

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La nave espacial Kepler de la NASA fue diseñada para encontrar exoplanetas buscando estrellas que se oscurecen cuando un planeta pasa delante de ellas. Afortunadamente, el mismo diseño lo hace ideal para detectar otros tránsitos astronómicos, objetos que se iluminan o se atenúan con el tiempo. Una nueva búsqueda de datos de archivo de Kepler ha descubierto un súper estallido inusual de una nova enana previamente desconocida. El sistema se iluminó por un factor de 1 600 en menos de un día antes de desaparecer lentamente.

El sistema estelar en cuestión consiste en una estrella enana blanca con una compañera enana marrón de aproximadamente una décima parte en masa que la enana blanca. Una enana blanca es el núcleo sobrante de una estrella similar al Sol que envejece y contiene aproximadamente el material de un Sol en una esfera del tamaño de la Tierra. Una enana marrón es un objeto con una masa entre 10 y 80 Júpiter que es demasiado pequeña para someterse a una fusión nuclear.

La enana marrón rodea a la estrella enana blanca cada 83 minutos a una distancia de solo 400 000 km, aproximadamente la distancia de la Tierra a la Luna. Están tan cerca que la fuerte gravedad de la enana blanca le quita material a la enana marrón, absorbiendo su esencia como un vampiro. El material despojado forma un disco a medida que avanza en espiral hacia la enana blanca (conocido como disco de acreción).

Esta ilustración muestra un sistema de nova enana recién descubierto, en el que una estrella enana blanca está extrayendo material de una compañera enana marrón. El material se acumula en un disco de acreción hasta alcanzar un punto de inflexión, lo que hace que aumente repentinamente su brillo. Utilizando los datos de archivo de Kepler, un equipo observó una intensificación gradual hasta ahora desconocida e inexplicada, seguida de una súper explosión en la que el sistema se iluminó por un factor de 1 600 en menos de un día.
Créditos: NASA y L. Hustak (STScI)

Fue una suerte que Kepler mirara en la dirección correcta cuando este sistema experimentó un súper estallido, brillando más de 1 000 veces. De hecho, Kepler fue el único instrumento que pudo haberlo presenciado, ya que el sistema estaba demasiado cerca del Sol desde el punto de vista de la Tierra en ese momento. La rápida cadencia de observaciones de Kepler, que tomaba datos cada 30 minutos, fue crucial para captar cada detalle del estallido.

El evento permaneció oculto en el archivo de Kepler hasta que fue identificado por un equipo dirigido por Ryan Ridden-Harper del Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, y la Universidad Nacional de Australia, Canberra, Australia. «En cierto sentido, descubrimos este sistema accidentalmente. No estábamos buscando específicamente un súper estallido. Estábamos buscando algún tipo de tránsito», dijo Ridden-Harper.

Kepler capturó todo el evento, observando un aumento lento del brillo seguido de una rápida intensificación. Si bien las teorías predicen el brillo repentino, la causa del comienzo lento sigue siendo un misterio. Las teorías estándar de la física del disco de acreción no predicen este fenómeno, que posteriormente se ha observado en otros dos súper arrebatos de nova enana.

«Estos sistemas de nova enana se han estudiado durante décadas, por lo que detectar algo nuevo es bastante complicado», dijo Ridden-Harper. «Vemos discos de acreción por todas partes, desde estrellas recién formadas hasta agujeros negros supermasivos, por lo que es importante entenderlos».

Las teorías sugieren que se desencadena un súper estallido cuando el disco de acreción alcanza un punto de inflexión. A medida que acumula material, crece en tamaño hasta que el borde exterior experimenta resonancia gravitacional con la enana marrón en órbita. Esto podría desencadenar una inestabilidad térmica, haciendo que el disco se sobrecaliente. De hecho, las observaciones muestran que la temperatura del disco aumenta de aproximadamente 2 700–5 300 ° C en su estado normal a un máximo de 9 700–11 700 ° C en el pico de la super- explosión.

Este tipo de sistema de nova enana es relativamente raro, con solo unos 100 conocidos. Un sistema individual puede durar años o décadas entre arrebatos, por lo que es un desafío atrapar uno en el acto.

«La detección de este objeto aumenta las esperanzas de detectar eventos aún más raros ocultos en los datos de Kepler», dijo el coautor Armin Rest de STScI.

El equipo planea continuar extrayendo datos de Kepler, así como también datos de otro cazador de exoplanetas, la misión Satélite de Rastreo de Exoplanetas en Transito (TESS).

«Las observaciones continuas de Kepler / K2, y ahora TESS, de estos sistemas estelares dinámicos nos permiten estudiar las primeras horas del estallido, un dominio de tiempo que es casi imposible de alcanzar desde los observatorios terrestres», dijo Peter Garnavich del Universidad de Notre Dame en Indiana.

Este trabajo fue publicado en la edición del 21 de octubre de 2019 de los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Fuente: NASA

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