Crédito de imagen: SDSS
Investigadores de la Universidad de Washington han desarrollado un nuevo método para estudiar emparejamientos astronómicos inusuales: variables pre-cataclísmicas: una enana blanca y una enana roja que orbitan estrechamente entre sí. Antes de este nuevo método, solo se habían descubierto 100 de estos objetos, pero este nuevo método ha arrojado otros 400 en datos del Sloan Digital Sky Survey. Cuando las dos estrellas se acercan lo suficiente, el material de la enana roja fluye hacia la enana blanca y se deposita en la superficie. Esto calienta a la enana blanca y puede hacer que explote como una supernova.
Hasta hace poco, los astrofísicos que estudiaban sistemas estelares exóticos que combinaban una enana blanca y una enana roja muy cerca no tenían mucho para continuar.
Hace solo cinco años, los científicos sabían de menos de 100 de esos sistemas, llamados variables pre-cataclísmicas. Pero hoy un equipo de astrónomos de la Universidad de Washington dijo que, con datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), el número ahora ha aumentado a casi 500.
Eso es significativo porque los investigadores ahora pueden estudiar estrellas enanas blancas y enanas rojas en diferentes etapas de sus ciclos de vida, lo que les da a los científicos la capacidad de compararlas y desarrollar una comprensión de cómo los sistemas evolucionan y cambian en el transcurso de miles de millones de años, posiblemente convirtiéndose en supernovas.
"Nunca antes habíamos tenido la oportunidad de estudiar una variedad de estos sistemas en detalle", dijo Nicole Silvestri, investigadora de astronomía de la Universidad de Washington. Utilizando esta gran muestra del SDSS, Silvestri y sus colegas creen que pueden comenzar a responder algunas de las preguntas de larga data en astronomía acerca de las variables pre-cataclísmicas y sus eventuales productos finales, sistemas de variables cataclísmicas.
Silvestri es el autor principal de una presentación de póster sobre los hallazgos presentados hoy (6 de enero de 2004) en la reunión anual de la American Astronomical Society en Atlanta. Los coautores del proyecto son Suzanne Hawley y Paula Szkody del Departamento de Astronomía de la Universidad de Washington. La National Science Foundation apoyó la investigación.
Los sistemas variables pre-cataclísmicos emparejan una estrella enana roja de aproximadamente una décima parte del tamaño de nuestro sol y un remanente denso de una estrella, llamada enana blanca, en órbita cercana entre sí. Cuando las dos estrellas están lo suficientemente cerca, orbitando entre sí en menos de cuatro horas, la gravedad de la enana blanca más densa es capaz de extraer material de la enana roja menos densa. El material de la enana roja forma un disco alrededor de la enana blanca que finalmente se acumula en la superficie de la enana blanca. (La variabilidad se refiere a la cantidad cambiante de luz que proviene de las estrellas a medida que orbitan entre sí).
A medida que la enana blanca gana masa, muchas pequeñas explosiones, llamadas eventos cataclísmicos, ocurren en la superficie de la enana blanca. Si la gravedad de la enana blanca llega a un punto crítico, puede colapsar catastróficamente. Esto calienta enormemente a la enana blanca y puede hacer que explote como una supernova.
Las variables pre-cataclísmicas encontradas hasta ahora en los datos del SDSS tienen períodos orbitales de entre cuatro y 12 horas y no están lo suficientemente cerca como para haber comenzado a transferir material entre las estrellas.
Silvestri dijo que la evolución de una variable pre-cataclísmica a una variable cataclísmica lleva miles de millones de años y estudiar un solo sistema a medida que evoluciona sería imposible. Pero con casi 500 variables pre-cataclísmicas para estudiar, "un conjunto de datos de este tamaño nos permitirá tomar instantáneas en el tiempo de la evolución del sistema", dijo. "Esto permitirá a los investigadores estudiar cómo cambian las propiedades de cada estrella a medida que la pareja se acerca más, algo que hasta ahora nunca se había investigado".
Silvestri y sus colegas aún no saben explicar una rareza en la investigación. Se han observado miles de enanas blancas aisladas y se ha descubierto que cientos de ellas son magnéticas. Y muchas enanas blancas en variables cataclísmicas son magnéticas. Pero ninguna de las enanas blancas observadas en los sistemas variables pre-cataclísmicos es magnética.
"Esto hace que el origen de variables cataclísmicas magnéticas (conocidas como polares), que contienen enanas blancas magnéticas, sea extremadamente misterioso", agregó la investigadora de SDSS Suzanne Hawley de la Universidad de Washington.
"Esa es una pregunta para la que todavía estamos tratando de encontrar una respuesta", dijo Silvestri. "¿Cómo se obtiene una enana blanca magnética en una variable cataclísmica si no se origina en uno de estos pares que evoluciona hacia una variable cataclísmica?" El equipo de la Universidad de Washington, James Liebert de la Universidad de Arizona y otros están preparando un documento sobre ese hallazgo para el Astronomical Journal.
Fuente original: Comunicado de prensa de SDSS
