Vuelta de vértigo para la binaria J0526

Cuando miramos el cielo de noche o nos mencionan temas de astronomía, nos vienen a la mente imágenes de galaxias fantásticas de formas caprichosas, enormes agujeros negros que impiden hasta escapar la luz o sistemas con planetas de varios tamaños y colores. Todas estas maravillas son algunos casos de lo que podemos encontrar en el espacio, ¡pero hay mucho más! Por ejemplo, están mis favoritas: las estrellas.

La variedad de características de las estrellas se basa en masa, temperatura y tamaño (una primera clasificación muy simple). Siguiendo estas características, tenemos por ejemplo estrellas muy masivas de enorme tamaño, calientes y brillantes de tonos azulados o incluso blancos. A este grupo se les conoce como gigantes azules o supergigantes. Al otro lado de la clasificación, están las estrellas pequeñas y más frías, como las enanas rojas. Nuestro Sol se encuentra dentro de la clasificación de estrellas en un grupo próximo a las enanas rojas, conocido como las enanas amarillas.

Hoy os quería hablar sobre un sistema peculiar que recientemente hemos observado con un poco de suerte y usando telescopios con tecnología punta como el Tsinghua University-Ma Huateng Telescope for Survey (TMTS) situado en China y formado por cuatro telescopios de 0,4m cada uno, el Keck I de 10m en Hawai y el Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4m en La Palma. El sistema está formado por dos estrellas: una enana blanca y otra estrella subenana caliente que se encuentran girando alrededor de un centro común debido a la gravedad de ambas. Este sistema de estrellas se llama TMTS J0526.

Del sistema TMTS J0526 solo podemos ver la subenana caliente que perdió la envoltura externa de hidrógeno antes de llegar a esta fase subenana y está compuesta principalmente de helio. Su masa de un tercio la masa del Sol y su radio de dos tercios del mismo, la convierten en la subenana no degenerada más densa jamás observada. Su estudio ha permitido confirmar una de las teorías que existen en la formación de las subenanas calientes, aun existiendo otras teorías más controvertidas y otros escenarios plausibles.

En general, se cree que las subenanas son producto de la evolución de un sistema binario de estrellas. Particularmente, nos referimos a cuando la transferencia inestable de masa de una de los componentes a la otra forma una envoltura común para las dos. Las estrellas dentro de la envoltura se van aproximando y acortando el periodo orbital hasta llegar a expulsar la envoltura del sistema. El sistema binario remanente lo forman una subenana y otra estrella de secuencia principal. En el caso de que ambas estrellas se encuentren en una fase final de evolución, podría producirse una segunda eyección de envoltura común dejando el sistema con una subenana y una enana blanca, cuyo periodo orbital sería muy corto, del orden de horas o días.

En el sistema TMTS J0526 se estima que la otra estrella es una enana blanca con una masa de 0,74 masas solares. Por tanto, es una estrella algo mayor pero menos luminosa y caliente que su compañera y se encuentra en la fase final de su evolución al haber consumido todo el combustible nuclear que tenía.

Lo más destacable de este sistema es su periodo orbital, o el tiempo que tardan en dar una vuelta sobre el centro común de ambas, de tan solo veinte minutos. Hasta el día de hoy, solo se han encontrado cuatro sistemas binarios de composición similar y con un periodo orbital inferior a una hora. Esta tiene la particularidad de ser la primera con el periodo más cercano a los límites establecidos por la teoría capaces de tener emisión de ondas gravitatorias. Precisamente en sistemas binarios ultracompactos como el de este estudio, se cree que las ondas gravitatorias ayudan a las dos estrellas a entrar en contacto y la masa se transfiere de la subenana a la enana blanca antes de que la subenana cese la combustión nuclear y se contraiga para convertirse en una enana blanca. Estas ondas gravitatorias son débiles para los interferómetros terrestres como LIGO-Virgo, pero podrían ser detectadas por interferómetros espaciales como LISA.

Como podéis ver, el espacio está lleno de “pequeñas” y grandes maravillas y todas ellas son importantes para conocerlo. TMTS J0526 es un ejemplo de sistema a estudiar para confirmar las teorías de la formación de estrellas subenanas calientes y la emisión de ondas gravitacionales en sistemas ultracompactos para los nuevos observatorios espaciales como LISA.

Biografía

Nancy Elías de la Rosa es originaria de Güímar, Tenerife. Licenciada en Física por la Universidad de La Laguna, se doctoró en Astrofísica con una tesis cotutelada por la Universidad de La Laguna y la Universidad de Padua, Italia. Su carrera científica prosiguió con estancias en Alemania, Estados Unidos y Barcelona, siempre estudiando explosiones estelares de varios tipos. Ahora trabaja en el INAF-Observatorio Astronómico de Padua (Italia) y es científica visitante en el Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona.

***Sección coordinada por Adriana de Lorenzo - Cáceres Rodríguez