Los astrónomos rara vez ven una estrella en forma de lágrima.

Impresión artística del sistema HD265435 dentro de unos 30 millones de años, en el que una enana blanca más pequeña distorsiona a una subenana caliente en una forma distintiva de «lágrima». Crédito: Universidad de Warwick / Mark Garlick

  • Un equipo internacional dirigido por la Universidad de Warwick ha realizado una visión poco común de un sistema estelar binario que se dirige hacia una supernova.
  • El destino del sistema estelar fue determinado por diferencias ópticas inusuales, un signo de la distorsión de una sola estrella en forma de lágrima por una enorme compañera enana blanca.
  • Las supernovas de tales sistemas estelares se pueden usar como «velas estándar» para medir la expansión del universo.

Los astrónomos han hecho una visión poco común de dos estrellas elevándose hacia su destrucción al observar las señales de advertencia de una estrella en forma de lágrima.

La forma trágica es causada por una enana blanca masiva cercana que distorsiona la estrella con su intensa gravedad, que también sería un catalizador para una eventual supernova que consumiría a ambos. Encontrado por un equipo internacional de astrónomos y astrofísicos dirigido por la Universidad de Warwick, es uno de los pocos sistemas estelares descubiertos que algún día verá a una estrella enana blanca reavivar su núcleo.

Nueva investigación publicada por el equipo el 12 de julio de 2021 en astronomía natural Afirma que las dos estrellas se encuentran en las primeras etapas de una espiral que probablemente terminará en una supernova de Tipo Ia, un tipo que ayuda a los astrónomos a determinar qué tan rápido se está expandiendo el universo.

Esta investigación recibió financiación de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, institución de investigación alemana) y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología, parte del Reino Unido para la Investigación y la Innovación.

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HD265435 se encuentra aproximadamente a 1.500 años luz de distancia y consta de una estrella semienana caliente y una estrella enana blanca que orbitan entre sí a una velocidad de unos 100 minutos. Las enanas blancas son estrellas «muertas» que han quemado todo su combustible y se han derrumbado sobre sí mismas, haciéndolas pequeñas pero muy densas.

En general, se cree que una supernova de Tipo Ia ocurre cuando el núcleo de una estrella enana blanca se enciende, lo que resulta en una explosión termonuclear. Hay dos escenarios en los que esto podría suceder. En el primer caso, la enana blanca ganaría suficiente masa para alcanzar 1,4 veces la masa de nuestro Sol, conocido como límite de Chandrasekhar. HD265435 se ajusta al segundo escenario, donde la masa total de un sistema estelar cercano a varias estrellas está cerca o por encima de este límite. Solo se han descubierto algunos otros sistemas estelares que alcanzarán este umbral y conducirán a una supernova de Tipo Ia.

La autora principal, la Dra. Ingrid Bellisoli, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, anteriormente afiliada a la Universidad de Potsdam, explica: «No sabemos exactamente cómo explotan las supernovas, pero sí sabemos que tienen que suceder porque vemos que suceden en otros lugares. En el universo.

«Una forma es que si la enana blanca gana suficiente masa de la subenana caliente, entonces cuando las dos orbitan entre sí y se acercan, la materia comenzará a escapar de la subenana caliente y caerá sobre la enana blanca. Otra forma es porque pierden energía debido a las emisiones de ondas gravitacionales, se acercarán hasta que se fusionen. Una vez que la enana blanca gane suficiente masa en ambos sentidos, se transformará en una supernova «.

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Utilizando datos del Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, el equipo pudo observar la subenana caliente, pero no la enana blanca porque la subenana caliente es mucho más brillante. Sin embargo, este brillo varía con el tiempo, lo que indica que la estrella ha sido distorsionada en forma de lágrima por un objeto masivo cercano. Usando mediciones de velocidad radial y velocidad de rotación del Observatorio Palomar y el Observatorio WM Keck, y modelando el impacto del cuerpo masivo sobre la subenana caliente, los astrónomos pueden confirmar que la enana blanca oculta es tan pesada como nuestro sol, pero ligeramente más pequeña que la de la Tierra. radio.

Combinado con la masa de la subenana caliente, que es un poco más de 0,6 veces la masa de nuestro Sol, ambas estrellas tienen la masa necesaria para crear una supernova de Tipo Ia. Dado que las dos estrellas ya están lo suficientemente cerca como para comenzar a formar una espiral entre sí, la enana blanca inevitablemente se convertirá en una supernova en unos 70 millones de años. Los modelos teóricos producidos específicamente para este estudio predicen que la subenana caliente se encogerá hasta convertirse en una estrella enana blanca antes de fusionarse con su compañera.

Las supernovas de tipo Ia son importantes para la cosmología como «velas estándar». Su brillo es constante y para un cierto tipo de luz, lo que significa que los astrónomos pueden comparar el brillo que deberían tener con lo que observamos en la Tierra, y a partir de eso saber qué tan lejos están con un buen grado de precisión. Al observar supernovas en galaxias distantes, los astrónomos combinan lo que saben sobre la rapidez con la que se mueve esta galaxia con nuestra distancia de la supernova y calculan la expansión del universo.

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El Dr. Pelisoli agrega: «Cuanto más comprendamos cómo funcionan las supernovas, mejor podremos calibrar nuestras velas estándar. Esto es muy importante en este momento porque existe una discrepancia entre lo que obtenemos de este tipo de vela estándar y lo que obtenemos. otros metodos.»

“Cuanto más comprendamos sobre cómo se forman las supernovas, mejor podremos entender si esta discrepancia que vemos se debe a una nueva física que no nos damos cuenta o no tenemos en cuenta, o simplemente porque reducimos la incertidumbre a esas distancias.

«Hay otra discrepancia entre la tasa de supernovas galácticas estimada y observada, y la cantidad de progenitores que vemos. Podemos estimar cuántas supernovas habrá en nuestra galaxia observando muchas galaxias, o por lo que sabemos de la evolución de las estrellas, y este número es consistente. Pero si buscamos objetos que pueden convertirse en supernovas, simplemente no tenemos suficiente. Este descubrimiento fue muy útil para hacer una estimación de lo que pueden contribuir tanto las subenanas calientes como las enanas blancas. no parece mucho, y ninguno de los canales que observamos parece ser suficiente «.

Referencia: «Super Chandrasekhar Supernova Ia Ancestor de la supernova Ia de la enana blanca semienana caliente» por Ingrid Pelisoli, B. Neontophil, S. . van Roestel, V. Schaffenroth y BN Barlow, 12 de julio de 2021, disponible aquí. astronomía natural.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0

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