Astrónomos han encontrado una explicación para la lenta pulsación de las gigantes rojas

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Astrónomos han encontrado una explicación para la lenta pulsación de las gigantes rojas

Estrella gigante roja cubierta de polvo estelar / Maciej Szyszko

Las pulsaciones de luz extremadamente lentas y constantes de muchas estrellas gigantes rojas finalmente pueden tener una explicación. Según un nuevo análisis, estas misteriosas fluctuaciones en el brillo son causadas por compañeros binarios oscurecidos en nubes de polvo extraídas de los gigantes moribundos. La investigación fue publicada en The Astrophysical Journal Letters.

Cuando las estrellas de masa intermedia por debajo de unas ocho veces la masa del Sol envejecen, atraviesan algunos cambios dramáticos. Luego de fusionar todo el hidrógeno de sus núcleos con helio, la fusión nuclear interna cesa y el núcleo comienza a contraerse.

Lo que trae más hidrógeno a la región inmediatamente alrededor del núcleo, formando una capa de hidrógeno. Posteriormente, la fusión comienza de nuevo, vertiendo helio en el núcleo. A esto se le llama quema de cáscara de hidrógeno. En todo ese tiempo, las capas externas de la estrella se expanden mucho.

El estudio

Las estrellas gigantes rojas a menudo fluctúan un poco en brillo, durante períodos regulares, los cuales son causados por ondas acústicas que rebotan dentro de la estrella mientras se expande, se contrae y se expande nuevamente.

No todas las estrellas gigantes poseen períodos secundarios prolongados. En el caso de las que sí los tienen, no se pueden explicar todos de la misma manera. Se han presentado algunas justificaciones para esos misteriosos zumbidos a la luz de las estrellas moribundas, incluido un tipo diferente de oscilación interna, actividad magnética o la presencia de un compañero binario.

Para averiguarlo, un equipo de astrónomos dirigido por Igor Soszyński de la Universidad de Varsovia llevó a cabo un estudio de las estrellas gigantes rojas con largos períodos secundarios. A partir de los datos de disponibles, recopilaron observaciones ópticas e infrarrojas medias de 16.000 de estas estrellas.

Resultados

De las 16 mil estrellas, los científicos extrajeron alrededor de 700 con una curva de luz infrarroja bien definida, un gráfico de la forma en que la luz cambia con el tiempo, para un análisis más detallado. Al comparar las curvas de luz óptica e infrarroja de estas 700 estrellas, surgió algo curioso.

En ambas curvas de luz para todas las estrellas, hubo una gran caída, tal como se esperaba, correspondiente a los períodos más tenues de las estrellas. Pero para alrededor de la mitad de las estrellas, hubo una segunda caída menos profunda solo en la curva de luz infrarroja, exactamente opuesta a la caída primaria.

Lo anterior es una pista importante. La luz del infrarrojo medio a menudo es producida por el polvo que absorbe la luz de las estrellas y la reemite en longitudes de onda más largas. Esto puede explicar claramente lo que sucede alrededor de las estrellas gigantes rojas.

Explicaciones

Si la estrella está siendo orbitada por una compañera más pequeña que ha extraído material y, por lo tanto, está arrastrando una larga nube de polvo, la compañera producirá una inmersión larga y fuerte en la luz en todas las longitudes de onda cuando pase entre nosotros y la estrella.

Mientras dicho objeto polvoriento se mueva hacia el lado de la estrella, podremos ver la luz del infrarrojo medio en lo que la luz de las estrellas se absorbe y se vuelve a emitir. Esta luz del infrarrojo medio se hundirá cuando el compañero binario se mueva detrás de la estrella, y después de emerger por el otro lado, la luz brillará de nuevo.

Según el análisis, las amplitudes de las curvas de luz sugieren que la compañera es una estrella de muy baja masa o una enana marrón. No obstante, las enanas marrones, cuerpos que no crecieron lo suficiente para ser estrellas, pero sí para ser planetas, son relativamente raras.

Si las compañeras son enanas marrones, habrían comenzado sus vidas como exoplanetas más pequeños. Más adelante, pudieron extraer material de las envolturas exteriores de las estrellas gigantes rojas. Todo sugiere que la mayoría de las gigantes rojas con largos períodos secundarios están orbitadas por objetos que solían ser exoplanetas.

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