El Telescopio Espacial Hubble redefine el concepto de enana blanca

¿Podrían las estrellas moribundas tener el secreto para parecer más jóvenes? La nueva prueba del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, sugiere que las estrellas enanas blancas podrían continuar quemando hidrógeno en las etapas finales de sus vidas, haciendo que parezcan más jóvenes de lo que realmente son.

Este descubrimiento podría tener consecuencias en la forma en la que los astrónomos miden las edades de los cúmulos de estrellas, que contienen las estrellas más antiguas conocidas del universo.

Estos resultados desafían la visión predominante de las enanas blancas como estrellas inertes que se enfrían lentamente y se apagan, ya que se ha detenido la fusión nuclear. Ahora, un grupo internacional de astrónomos ha descubierto la primera evidencia de que las enanas blancas pueden ralentizar su velocidad de envejecimiento al quemar hidrógeno en sus superficies.

“Hemos encontrado la primera prueba basada en observación, de que las enanas blancas todavía pueden experimentar una actividad termonuclear estable”, explicó Jianxing Chen, de la Alma Mater Studiorum Università di Bologna y el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, que dirigió esta investigación. “Esto fue una gran sorpresa, ya que está en desacuerdo con lo que comúnmente se cree”.

Las enanas blancas se han desprendido de sus capas externas durante las últimas etapas de sus vidas. Son objetos comunes en el cosmos; aproximadamente el 98% de todas las estrellas del universo, terminarán finalmente como enanas blancas, incluido nuestro propio Sol. El estudio de las etapas de enfriamiento ayuda a los astrónomos a aumentar el conocimiento sobre las enanas blancas y sus etapas iniciales.

Para investigar la física que sustenta la evolución de las enanas blancas, los astrónomos compararon el enfriamiento de las enanas blancas en dos colecciones masivas de estrellas: los cúmulos globulares M3 y M13. Estos dos cúmulos comparten muchas propiedades físicas, como la edad y la metalicidad (la abundancia de elementos pesados), pero las poblaciones de estrellas que darán lugar a enanas blancas son diferentes. Esto hace que M3 y M13 juntos sean un laboratorio natural perfecto, en el que probar cómo se enfrían diferentes poblaciones de enanas blancas.

“La excelente calidad de nuestras observaciones del Hubble nos brindó una vista completa de las poblaciones estelares de los dos cúmulos globulares”, continuó Chen. “Esto nos permitió contrastar realmente cómo evolucionan las estrellas en M3 y M13”.

Usando la cámara de campo amplio 3 del Hubble, el equipo observó M3 y M13 en longitudes de onda casi ultravioleta, lo que es ideal para encontrar objetos estelares azules y tenues en los cúmulos globulares abarrotados. Esto permitió a los investigadores comparar más de 700 enanas blancas en los dos grupos. Descubrieron que M3 contiene enanas blancas estándar, que simplemente son núcleos estelares de enfriamiento. M13, por otro lado, contiene dos poblaciones de enanas blancas: las enanas blancas estándar y las que han logrado aferrarse a una envoltura exterior de hidrógeno que les permite quemar durante más tiempo y, por lo tanto, enfriarse más lentamente.

Al comparar sus resultados de la evolución estelar en M13 con simulaciones informáticas, los investigadores pudieron demostrar que aproximadamente el 70% de las enanas blancas en M13 están quemando hidrógeno en sus superficies, lo que ralentiza la velocidad a la que se enfrían. El hidrógeno habría sido suministrado por las capas exteriores de la estrella que se filtraron al espacio.

Este descubrimiento podría tener consecuencias sobre cómo los astrónomos miden las edades de las estrellas en nuestra galaxia Vía Láctea. La evolución de las enanas blancas se ha modelado previamente como un proceso de enfriamiento predecible. Esta relación relativamente sencilla entre la edad y la temperatura, ha llevado a los astrónomos a usar la tasa de enfriamiento de la enana blanca como un reloj natural, para determinar las edades de los cúmulos estelares, particularmente los cúmulos globulares y abiertos. Sin embargo, las enanas blancas que queman hidrógeno podrían hacer que estas estimaciones de edad sean inexactas hasta en mil millones de años.

“Nuestro descubrimiento desafía la definición de enanas blancas al considerar una nueva perspectiva sobre la forma en que las estrellas envejecen”, agregó Francesco Ferraro del Alma Mater Studiorum Università di Bologna y el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia, que coordinó el estudio. “Ahora estamos investigando otros cúmulos similares a M13 para restringir aún más las condiciones que impulsan a las estrellas a mantener la delgada envoltura de hidrógeno que les permite envejecer lentamente”.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy en Washington, D.C.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.