Asado y desmenuzado por un compañero estelar

Una estrella exhausta que todavía tiene algunos golpes que dar. Los astrónomos han descubierto que una enana blanca está golpeando a un objeto compañero (puede ser una estrella liviana o un planeta) con incesantes ráfagas de calor y radiación, además de un implacable tirón gravitacional que lo desgarra.

La mayoría de las estrellas, incluido el Sol, se convertirán en “enanas blancas” después de que comiencen a quedarse sin combustible, se expandan y se enfríen hasta convertirse en una gigante roja y luego pierdan sus capas externas. Esta evolución deja una protuberancia estelar que se desvanece lentamente durante miles de millones de años.

Un equipo de científicos utilizó el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el XMM-Newton de la ESA, para investigar alguna actividad inusual de rayos X en 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 tenían una emisión de rayos X sorprendentemente brillante a energías más altas.

Una de las enanas blancas se destacó entre este grupo. La enana blanca KPD 0005 + 5106 tenía una emisión de rayos X de alta energía, que aumentaba y disminuía regularmente en brillo, cada 4,7 horas. Este flujo y reflujo recurrente de rayos X indica que KPD 0005 + 5106 tiene un objeto en órbita a su alrededor, ya sea una estrella de muy baja masa o un planeta.

El material de la estrella o planeta de baja masa, podría chocar contra los polos norte y sur de la enana blanca, creando un punto brillante de emisión de rayos X de alta energía. A medida que la enana blanca y su compañera orbitan una alrededor de la otra, ese punto caliente entra y sale de la vista, lo que hace que los rayos X de alta energía aumenten y disminuyan regularmente.

“No sabíamos que esta enana blanca tenía un compañero antes de ver los datos de rayos X”, dijo You-Hua Chu, del Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán, quien dirigió el estudio. “Hemos buscado al compañero con telescopios de luz óptica pero no hemos visto nada, lo que significa que es una estrella muy tenue, una enana marrón o un planeta”.

KPD 0005 + 5106, está ubicada en nuestra galaxia a unos 1.300 años luz de la Tierra, es una de las estrellas enanas blancas más calientes conocidas, con una temperatura superficial de unos 360.000 grados Fahrenheit. En comparación, la superficie del Sol está a unos 10.000 grados Fahrenheit.

“Este objeto compañero está a unos 800.000 kilómetros de distancia de la enana blanca, a solo una trigésima parte de la distancia de Mercurio al Sol”, dijo el coautor Jesús Toala, de la Universidad Nacional Autónoma de México. “Sea lo que sea este objeto, está siendo golpeado por el calor”.

Los investigadores analizaron lo que sucedería si este objeto fuera un planeta con la masa de Júpiter, una posibilidad que concuerda con los datos más fácilmente que una estrella tenue o una enana marrón. En sus modelos, la enana blanca llevaría material del planeta a la enana blanca, un proceso en el que el planeta solo podría sobrevivir durante unos cientos de millones de años antes de ser finalmente destruido. Este material robado se arremolina alrededor de la enana blanca, que brilla en rayos X, que Chandra es capaz detectar.

“Esta es una desaparición lenta para este objeto que básicamente está siendo destrozado por constantes fuerzas gravitacionales”, dijo Martín A. Guerrero, coautor del Instituto de Astrofísica de Andalucía en España. “Sería un lugar muy desagradable”.

También se pensaba que las otras dos enanas blancas eran objetos solitarios, pero muestran una emisión de rayos X energética similar a la del KPD 0005 + 5106. Por analogía, esto sugiere que también pueden tener compañeros débiles, posiblemente planetas.

El trabajo de microlente, que implica buscar el aumento y la curvatura de la luz de fuentes distantes alrededor de los objetos intermedios, dirigido por Joshua Blackman, de la Universidad de Tasmania, en Australia, ha demostrado recientemente que un planeta puede sobrevivir a la evolución de una enana blanca a través de su fase de gigante roja. Sin embargo, la distancia entre la enana blanca y su planeta en ese caso, es mucho mayor que en la vista por Chu y su equipo, por un factor de casi 500.

Es probable que los científicos necesiten hacer más modelos teóricos de la evolución de las estrellas dobles para comprender cómo el planeta o la estrella de baja masa, podrían terminar tan cerca de la enana blanca.

Un artículo que describe estos resultados apareció en The Astrophysical Journal, en abril de 2021, hay una preimpresión disponible online. Además de Chu, Toala y Guerrero, los autores fueron Florian Bauer (Instituto de Astrofísica de Andalucía) y Jana Bilikova, y Robert Gruendel (Universidad de Illinois, Urbana).

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra, del Observatorio Astrofísico Smithsoniano, controla la ciencia desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.