En mayo de 2015, un grupo de astrónomos aficionados de Alemania, Bélgica y Reino Unido descubrió un sistema estelar con un comportamiento nunca antes visto. Gracias a un gran número de telescopios terrestres y espaciales, incluyendo el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA [1], y a observaciones dirigidas por la Universidad de Warwick (Reino Unido), estos científicos han podido desvelar la verdadera naturaleza de este sistema, que había sido mal identificado previamente.
El sistema estelar AR Scorpii se halla en la constelación de Escorpio, a 380 años luz de la Tierra. Comprende una enana blanca [2] del mismo tamaño que nuestra Tierra pero con una masa 200.000 veces mayor, que rota a gran velocidad, y su compañera: una enana roja fría con un tercio de la masa del Sol [3]. Ambas se orbitan mutuamente cada 3,6 horas, en una danza cósmica precisa como un reloj.
Este sistema binario muestra un comportamiento singular, ya que el fuerte magnetismo y la rápida rotación de la enana blanca hace que los electrones se aceleren hasta casi la velocidad de la luz. Al ser expulsadas al espacio, estas partículas altamente energizadas liberan haces de radiación (parecidos a los que emitiría un faro) que azotan la cara de la fría enana roja, haciendo que el sistema entero se ilumine y se oscurezca cada 1,97 minutos. Estos potentes pulsos incluyen radiación a frecuencias de radio, nunca antes detectadas en un sistema formado por enanas blancas.
Tom Marsh, del Grupo de astrofísica de la Universidad de Warwick e investigador responsable del proyecto, explica: “El sistema AR Scorpii fue descubierto hace más de 40 años, pero su verdadera naturaleza no se desveló hasta que comenzamos a observarlo en junio de 2015. A medida que avanzábamos, nos dimos cuenta de que estábamos ante algo extraordinario”.
Las propiedades observadas en AR Scorpii son únicas y enigmáticas. La radiación en un amplio rango de frecuencias indica la existencia de emisiones de electrones aceleradas en campos magnéticos, algo que puede explicar la rápida rotación de la enana blanca. En cambio, el origen de los electrones en sí es todo un misterio, ya que no sabemos a ciencia cierta si tienen que ver con la enana blanca o con su fría compañera.
AR Scorpii se observó por primera vez a principios de los años setenta y la fluctuación regular en su brillo, cada 3,6 horas, hizo que se clasificase erróneamente como una única estrella variable [4]. Ahora, gracias al esfuerzo conjunto de profesionales y aficionados a la astronomía, se ha desvelado la verdadera causa de la luminosidad periódica de AR Scorpii. Aunque ya se había observado un comportamiento pulsante similar en estrellas de neutrones (unos de los objetos más densos del Universo), nunca se había detectado en enanas blancas.
Boris Gänsicke, de la misma universidad y coautor del nuevo estudio, concluye: “Sabemos de las estrellas de neutrones pulsantes desde hace casi cincuenta años, y ciertas teorías predecían que las enanas blancas podrían tener un comportamiento similar. Es realmente emocionante haber descubierto este sistema y ha sido un fantástico ejemplo de colaboración entre astrónomos aficionados y académicos”.
Notas
[1] Las observaciones sobre las que se basa el estudio fueron realizadas con el telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile; los telescopios William Herschel e Isaac Newton del Grupo de Telescopios Isaac Newton, situados en la isla de La Palma, en España; el conjunto Australia Telescope Compact Array del Observatorio Paul Wild en Narrabri, Australia; el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA; y el satélite Swift de la NASA.
[2] Las enanas blancas se forman al final del ciclo vital de estrellas con masas hasta ocho veces mayores que la del Sol. Una vez agotada la fusión del hidrógeno en el núcleo de una estrella, los cambios internos provocan una fuerte expansión, que da lugar a una gigante roja, seguida de una contracción y de la expulsión de las capas externas de la estrella en forma de grandes nubes de polvo y gas. Lo que queda es una enana blanca, del tamaño de la Tierra pero 200.000 veces más densa. Una cucharada de la materia que forma una enana blanca pesaría lo mismo que un elefante aquí, en la Tierra.
[3] Esta enana roja es una estrella de tipo M. Estas estrellas son las más comunes en el sistema de clasificación de Harvard, que utiliza letras para agrupar las estrellas según sus características espectrales.
[4] Una estrella variable es aquella cuyo brillo fluctúa visto desde la Tierra. Estas fluctuaciones pueden deberse a cambios en las propiedades intrínsecas de la estrella. Por ejemplo, hay estrellas que se expanden y contraen de forma evidente. También pueden deberse a que otro objeto eclipse la estrella periódicamente. Como las fluctuaciones regulares observadas en el brillo de AR Scorpii se producían cuando las dos estrellas se orbitaban mutuamente y una bloqueaba parte de la luz de la otra, este sistema se confundió con una sola estrella variable.
Fuentes: ESA
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