Hallan una cicatriz metálica en una estrella caníbal
Cuando una estrella como el Sol llega al final de su vida, puede tragarse los planetas circundantes y los asteroides que nacieron con ella. Ahora, un equipo de astrónomos ha detectado, por primera vez, una firma única de este proceso: una cicatriz impresa en la superficie de una estrella enana blanca.
Por el ESO
Reproducción artística de la enana blanca WD 0816-310 y su cicatriz metálica. Crédito: ESO / L. Calçada
Con la ayuda del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, un equipo de investigación ha detectado, por primera vez, una firma única de la cicatriz impresa en la superficie de una estrella enana blanca. Esta es un remanente estelar que se forma cuando una estrella similar al Sol agota su combustible nuclear y colapsa bajo su propia gravedad.
Durante este proceso, la estrella se expande y se convierte en una gigante roja, antes de expulsar sus capas externas y dejar expuesto su núcleo caliente y denso. Este núcleo caliente es lo que conocemos como una enana blanca. Estas estrellas se enfrían lentamente con el tiempo, eventualmente volviéndose oscuras y frías con el paso de millones o miles de millones de años. Las enanas blancas son uno de los destinos finales de la evolución estelar para estrellas con masas similares a la del Sol.
Los resultados de la nueva investigación aparecen publicados en The Astrophysical Journal Letters.
"Se sabe que algunas enanas blancas canibalizan partes de sus sistemas planetarios. Ahora hemos descubierto que el campo magnético de la estrella juega un papel clave en este proceso, y dejan una cicatriz en la superficie de la enana blanca", afirma Stefano Bagnulo, astrónomo del Observatorio y Planetario de Armagh, en Irlanda del Norte (Reino Unido) y autor principal del estudio.
La cicatriz que es una concentración de metales impresa en la superficie de la enana blanca WD 0816-310.
La cicatriz que el equipo observó es una concentración de metales impresa en la superficie de la enana blanca WD 0816-310, el remanente del tamaño de la Tierra de una estrella similar, pero algo más grande que nuestro sol. "Hemos demostrado que estos metales se originan a partir de un fragmento planetario tan grande o posiblemente más grande que Vesta, que tiene unos 500 kilómetros de diámetro y es el segundo asteroide más grande del Sistema Solar", declara Jay Farihi, profesor del University College de Londres (Reino Unido) y coautor del estudio.
Las observaciones también proporcionaron pistas sobre cómo se formó esa cicatriz metálica en la estrella. El equipo descubrió que la fuerza en la señal que detectaba los metales cambiaba a medida que la estrella giraba, lo cual sugiere que los metales, en lugar de extenderse uniformemente, se concentran en un área específica de la superficie de la enana blanca.
El campo magnético canalizó metales hacia la estrella.
Los astrónomos también descubrieron que estos cambios estaban sincronizados con cambios en el campo magnético de la enana blanca, lo que indica que esta cicatriz metálica se encuentra en uno de sus polos magnéticos. En conjunto, estas pistas señalan que el campo magnético canalizó metales hacia la estrella, lo que generó la cicatriz.
"Sorprendentemente, el material no se mezcló uniformemente sobre la superficie de la estrella, como predice la teoría. Por el contrario, esta cicatriz es como un parche concentrado de material planetario que se ha mantenido en ese lugar por el efecto del mismo campo magnético que guio la caída de los fragmentos hacia la superficie —dice el coautor John Landstreet, profesor de la Universidad de Western Ontario (Canadá), que también tiene filiación con el Observatorio y Planetario de Armagh. Y añade: —Antes no se había visto nada como esto".
Para llegar a estas conclusiones, el equipo utilizó un instrumento multifunción instalado en el VLT llamado FORS2, que les permitió detectar la cicatriz de metales y hacer la conexión con el campo magnético de la estrella.
"ESO tiene la combinación única de capacidades necesarias para observar objetos débiles, como las enanas blancas, y medir con sensibilidad los campos magnéticos estelares", declara Bagnulo. Para confirmar sus hallazgos, en su estudio el equipo también se basó en datos de archivo del instrumento X-shooter (instalado en el VLT).
Aprovechando el poder de observaciones como estas, la comunidad astronómica puede revelar la composición a grandes rasgos de los exoplanetas, planetas que orbitan otras estrellas fuera del Sistema Solar. Este estudio único también muestra cómo los sistemas planetarios pueden permanecer dinámicamente activos, incluso después de su muerte.
Información facilitada por el ESO
Fuente: Stefano Bagnulo, Jay Farihi, John D. Landstreet and Colin P. Folsom. Discovery of Magnetically Guided Metal Accretion onto a Polluted White Dwarf. The American Astronomical Society (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad2619
