En llamas y en proceso de ruptura por su compañera estelar

Se halla un sistema formado por una estrella enana blanca y un objeto pequeño, posiblemente un planeta, tan próximos que el segundo es abrasado por la radiación de la estrella, haciendo que su atmósfera se evapore.


Granada |
25 de noviembre de 2021

Todas las estrellas con una masa inferior a ocho veces la del Sol terminarán su vida como nebulosas planetarias, formadas por una estrella enana blanca –el núcleo “pelado” de la estrella tras la expulsión de sus capas exteriores– rodeada de una envoltura fluorescente. En un periodo de unos veinte a treinta mil años, la nebulosa se disipa y el brillo de la estrella central se irá extinguiendo. Sin embargo, este escenario puede admitir otras figuras: un grupo científico internacional, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha hallado un objeto en torno a una enana blanca que está recibiendo incesantes ráfagas de calor y radiación, y que está en proceso de ruptura debido al fuerte tirón gravitatorio de su compañera.

Concepción artística del sistema. Fuente: NASA/CXC/M. Weiss; X-ray (Inset): NASA/CXC/ASIAA/Y.-H. Chu, et al.

 

 

 

El equipo empleó el Observatorio de rayos X Chandra (NASA) y el XMM-Newton (ESA) para investigar la actividad inusual en rayos X de tres estrellas enanas blancas. Por lo general las enanas blancas emiten rayos X de baja energía, que los investigadores observaron en su muestra. Sin embargo, estas enanas blancas también mostraban una emisión en rayos X sorprendentemente intensa a energías más altas.

Una de las enanas blancas destacó entre el grupo. Denominada KPD 0005+5106, presentaba una emisión de rayos X de alta energía que aumentaba y disminuía regularmente en brillo cada 4,7 horas. Este flujo y reflujo recurrente en rayos X indica que KPD 0005+5106 presenta un objeto en órbita a su alrededor, bien una estrella de muy baja masa o un planeta.

“Desconocíamos que esta enana blanca tuviera un compañero hasta ver los datos de rayos X -–apunta You-Hua Chu, investigadora del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán que encabeza el estudio–. Lo hemos buscado con instrumentación óptica pero no lo hemos detectado, lo que significa que se trata un objeto muy tenue, una enana marrón o un planeta”.

KPD 0005+5106, ubicada en nuestra Galaxia a unos 1300 años luz de la Tierra, es una de las estrellas enanas blancas más calientes conocidas, con una temperatura superficial de unos 200.000 grados centígrados. En comparación, la superficie del Sol está a unos 5.500 grados.

“Este objeto compañero se halla a unos 800.000 kilómetros de la enana blanca, a solo una trigésima parte de la distancia de Mercurio al Sol –apunta Jesús Toalá, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México que participa en el trabajo–. Sea lo que sea este objeto, está recibiendo enormes dosis de radiación muy energética”.

El equipo científico analizó el escenario más plausible de acuerdo con los datos, que favorece la hipótesis de que se trate de un planeta con la masa de Júpiter y no una estrella de muy bajo brillo o una enana marrón. En sus modelos, la enana blanca absorbería parte del material del planeta, un proceso que arroja un plazo de unos cientos de millones de años antes de ser finalmente destruido. El material se arremolina alrededor de la enana blanca, lo que produce el brillo en rayos X que Chandra y XMM-Newton detectaron. “Asistimos a la desaparición lenta de este objeto, que básicamente está siendo destrozado por constantes fuerzas gravitatorias”, señala Martín A. Guerrero, coautor del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Las observaciones indican que las otras dos enanas blancas de la muestra, que se consideraban objetos solitarios, presentan una emisión de rayos X similar a la del KPD 0005+5106, de modo que podrían tener también compañeros débiles, posiblemente planetas.

Un trabajo reciente, en el que ha participado también el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha demostrado que un planeta puede sobrevivir a la evolución de una enana blanca a través de su fase de gigante roja. Sin embargo, este planeta orbita su estrella a una distancia mínima de unas tres veces la que existe entre la Tierra y el Sol, mucho mayor que en la observada por You-Hua Chu y su equipo. Así, se hace necesario el desarrollo de más modelos teóricos sobre la evolución de las estrellas dobles para comprender cómo un planeta o una estrella de baja masa podría terminar tan cerca de la enana blanca.


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