Gas ultra-caliente alrededor de cadáveres solares

Explicando un misterio no resuelto en décadas, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto una magnetosfera extremadamente caliente alrededor de una enana blanca, el residuo de una estrella como el Sol. La Dra. Nicole Reindl, investigadora de la Comisión Real 1851 en la Universidad de Leicester (Reino Unido), ha liderado esta investigación basada en datos del Observatorio de Calar Alto y publicada hoy (7 de noviembre) en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Las enanas blancas representan la última etapa de la vida de estrellas como el Sol. Al acabar su vida, dichas estrellas expulsan su atmósfera externa, dejando un núcleo caliente, compacto y denso, que tardará miles de millones de años en enfriarse. La temperatura en su superficie es típicamente unos 100.000 grados centígrados (a comparar con los 5800 grados en la superficie del Sol).

Impresión artística de la enana blanca caliente GALEXJ014636.8+323615 (en blanco) y de su magnetosfera circumestelar ultra-caliente (púrpura) que está atrapada por el campo magnético (verde). / Créditos: Nicole Reindl

Sin embargo, algunas enanas blancas desafían los científicos, al revelar la presencia de metales altamente ionizados. En astronomía, los “metales” se definen como todos los elementos más pesados que el helio, y por “altamente ionizado” entendemos que todos menos uno de los electrones externos (normalmente presentes en los átomos) han sido eliminados. Tal proceso requiere una temperatura de 1 millón de grados centígrados, un valor muy por encima de la superficie de las enanas blancas más calientes.

El equipo encabezado por Reindl ha usado el telescopio de 3,5 m de Calar Alto para descubrir una enana blanca en dirección de la constelación del Triángulo, catalogada como GALEXJ014636.8+323615, situada a 1200 años luz del Sol. Analizando la luz de la enana blanca con la técnica de espectroscopía, donde la luz se dispersa en cada uno de sus colores, se vieron los marcadores característicos de los metales altamente ionizados. Sorprendentemente, estos iban variando en un periodo de 6 horas – el mismo tiempo de lo que tarda la enana blanca en rotar.

Reindl y su equipo concluyen que el campo magnético alrededor de la estrella – la magnetosfera – atrapa el material saliendo de su superficie. Los choques dentro de la magnetosfera calientan muchísimo la materia, arrebatando casi todos los electrones de los átomos metálicos.

“Es como un donut hecho de material ultra-caliente, alrededor de la estrella ya de por sí muy caliente” explica Reindl.

Imagen en color de GALEXJ014636.8+323615 por el Sloan Digital Sky Survey. / Créditos: SDSS

“El eje del campo magnético de GALEXJ014636.8+323615 está inclinado respecto a su eje de rotación. Esto significa que la cantidad de materia calentada por los choques que vemos cambia conforme la estrella va rotando.”

“Después de décadas encontrando cada vez más de esas estrellas oscuras sin tener indicios de donde podían venir estos metales altamente ionizados”, continua Reindl, “nuestro modelo de magnetosfera calentada por los choques explica finalmente su origen.”

Existen magnetosferas alrededor de otros tipos de estrellas, pero esta es la primera encontrada alrededor de une enana blanca. Este descubrimiento podría tener consecuencias de largo alcance. “Simplemente no supimos tomar en cuenta este aspecto”, admite Reindl. “Ignorar las magnetosferas de las enanas blancas puede significar que los valores medidos de sus otros parámetros básicos, como las masas o las temperaturas, son falsos.”

Puede que un cuarto de las enanas blancas pasen por la etapa de materia atrapada súper caliente. Reindl y su equipo planean ahora modelizarlas en detalle y extender su investigación estudiando más de estos objetos fascinantes.

Referencias:

N. Reindl et al. “Unravelling the Baffling Mystery of the Ultra-hot Wind Phenomenon in White Dwarfs”, MNRAS