13 de Enero de 2023
Astrofísica

Nuevos ejemplos de estrellas binarias extravagantes

Una pareja de estrellas enanas rojas que giran en menos de un día y una estrella gigante oscurecida por la nube de residuos en torno a su compañera son las últimas incorporaciones al variado mundo de las estrellas binarias insólitas.

Recreación artística del sistema estelar de Gaia17bpp, formado por una estrella gigante roja en torno a la cual gira un astro mucho menor y más débil, rodeado de un disco de desechos que, al pasar ante la gigante, oculta parte de su luz. [Anastasios Tzanidakis/Universidad de Washington]

Los sistemas estelares múltiples cuentan con dos o más estrellas ligadas por su atracción gravitatoria. Si esos sistemas tuvieran planetas, en su cielo luciría más de una estrella, a diferencia de lo que ocurre en nuestro sistema solar, que está dominado por un astro solitario, el Sol. A partir del siglo XVII, se demostró que hay una gran cantidad de sistemas estelares dobles. Y desde el siglo XX se han hallado categorías completas de objetos extrañísimos dentro de este colectivo. Dos comunicaciones presentadas en la 241.ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense añaden sendos ejemplares nuevos, a cuál más bizarro, al zoológico de los pares estelares extravagantes.

El primer caso curioso lo ha descubierto un equipo de investigación encabezado por Chih-Chun Hsu, de la Universidad del Noroeste de EE.UU. Se trata de una pareja formada por dos estrellas iguales y extremadamente ligeras, cada una con menos de una décima de la masa del Sol. Los astros de este tipo están en el límite de lo que puede considerarse una estrella y presentan temperaturas superficiales bajas, inferiores a 2500 grados Celsius, por lo que se suelen denominar enanas ultrafrías. Aunque este es el tipo de estrella más abundante en el universo, cuesta localizarlas por su escasísimo brillo.

El sistema binario LP 423-53, en la constelación de Tauro, consta de dos enanas ultrafrías tan cercanas entre sí que completan una órbita en torno a su centro de gravedad común en veinte horas y media, menos de un día terrestre. Hay tan solo un millón de kilómetros entre los objetos, una distancia mucho menor que la existente entre Mercurio y el Sol, que asciende a unos 57 millones de kilómetros. Si colocáramos esta pareja de estrellas en el centro del sistema solar, ambas quedarían dentro de la masa del Sol, que posee un diámetro cercano a un millón y medio de kilómetros.

El aspecto más desconcertante de esta pareja de enanas rojas no se encuentra en su breve periodo, porque hay sistemas binarios incluso más rápidos. La sorpresa consiste en que es imposible que estas estrellas se formaran con la disposición observada. Es seguro que surgieron hace miles de millones de años, y también se sabe que los astros de estas masas, al formarse, poseen tamaños mucho mayores que los presentan ahora, por lo que será necesario explorar hipótesis creativas para comprender en qué configuración pudieron nacer y cómo evolucionaron sus órbitas hasta adquirir las características actuales.

Esquema del sistema binario LP 423-53. La separación actual entre las estrellas, en torno a un millón de kilómetros, no proporcionaría espacio suficiente para la formación de ambos astros. Al nacer, estos habrían tenido diámetros semejantes a los que se indican con líneas discontinuas. [<a href="https://www.eurekalert.org/multimedia/970446">Adam Burgasser/Universidad de California en San Diego</a>]

El segundo sistema binario extraño presentado en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense tiene como designación el código 2MASS J19372316+179029 y no era más que un punto tenue y sin interés en la constelación de la Flecha. Pero, en el año 2017, el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea lanzó una alerta. Este aviso, que le valió al astro el nombre (más fácil de recordar) de Gaia17bpp, llamaba la atención sobre un incremento progresivo en el brillo aparente de la estrella a lo largo de más de dos años.

Un grupo de investigación de la Universidad de Washington liderado por Anastasios Tzanidakis asumió el desafío de esclarecer un cambio de brillo tan lento y difícil de explicar. Procedieron a estudiar la estrella con distintos telescopios y recurrieron a datos de archivo obtenidos de placas fotográficas, algunas de ellas tomadas en la década de 1950. En un estudio que combina observaciones acumuladas a lo largo del tiempo y procedentes de fuentes muy diversas, el equipo ha logrado demostrar que este misterioso sistema estelar consta de una estrella gigante roja acompañada de otra estrella mucho más débil, quizá una enana blanca. Pero sucede que la enana blanca está rodeada de un disco de material pulverulento, y cuando este disco y su estrella central pasan por delante de la gigante, ocultan parte de su luz. Este eclipse se desarrolló a lo largo de casi siete años, y el satélite Gaia lo descubrió casi justo en su fase central, cuando el brillo aparente comenzaba a aumentar de nuevo.

Dado que la órbita de la estrella secundaria debe ser periódica, es de esperar que el fenómeno se repita a la vuelta siguiente. Pero el análisis detallado de la información disponible, unido al hecho de que en el más de medio siglo de datos acumulados solo ha habido un eclipse, lleva a pensar que el periodo del sistema puede ascender a siglos. El contraste con la pareja de enanas rojas LP 423-53 no puede ser más llamativo.

Gaia17bpp se une al reducidísimo grupo de las estrellas gigantes parpadeantes, compuesto hasta ahora por una docena de miembros, que se caracterizan por eclipses debidos a un disco de residuos en órbita alrededor del astro secundario. El caso más famoso es el de la estrella épsilon Aurigae, en la que se producen bajadas de brillo aparente cada 27 años, las cuales duran poco más de un año y llegan a captarse incluso a simple vista.

Sin lugar a dudas, en nuestra galaxia hay muchos más sistemas binarios exóticos a la espera de ser descubiertos. Los reconocimientos del cielo profundos y prolongados en el tiempo, como el del satélite Gaia o el que emprenderá el observatorio Vera Rubin, serán fundamentales para añadir más ejemplares al sorprendente bestiario de las estrellas múltiples.

David Galadí-Enríquez

Referencias: «Discovery of a short-period ultracool dwarf binary», Chih-Chun Hsu, Adam Burgasser y Christopher Theissen en la 241.ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, 10 de enero de 2023; «Discovery of the deepest and longest known blinking giant star Gaia17bpp», Anastasios Tzanidakis et al. en la 241.ª Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, 10 de enero de 2023.

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