Crédito de imagen: NRAO
Los astrónomos que usan el radiotelescopio Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation están aprovechando una oportunidad única en la vida para ver a una vieja estrella volver repentinamente a una nueva actividad después de llegar al final de su vida normal. Sus sorprendentes resultados los han obligado a cambiar sus ideas sobre cómo una estrella enana blanca tan vieja puede volver a encender su horno nuclear para una explosión final de energía.
Las simulaciones por computadora habían predicho una serie de eventos que seguirían a tal reaparición de las reacciones de fusión, pero la estrella no siguió el guión: los eventos se movieron 100 veces más rápido de lo que predijeron las simulaciones.
"Ahora hemos producido un nuevo modelo teórico de cómo funciona este proceso, y las observaciones de VLA han proporcionado la primera evidencia que respalda nuestro nuevo modelo", dijo Albert Zijlstra, de la Universidad de Manchester en el Reino Unido. Zijlstra y sus colegas presentaron sus hallazgos en la edición del 8 de abril de la revista Science.
Los astrónomos estudiaron una estrella conocida como V4334 Sgr, en la constelación de Sagitario. Es mejor conocido como "Objeto de Sakurai", por el astrónomo aficionado japonés Yukio Sakurai, quien lo descubrió el 20 de febrero de 1996, cuando de repente estalló en un nuevo brillo. Al principio, los astrónomos pensaron que el estallido era una explosión de nova común, pero estudios posteriores mostraron que el Objeto de Sakurai era cualquier cosa menos común.
La estrella es una vieja enana blanca que se había quedado sin combustible de hidrógeno para las reacciones de fusión nuclear en su núcleo. Los astrónomos creen que algunas de esas estrellas pueden experimentar una explosión final de fusión en una capa de helio que rodea un núcleo de núcleos más pesados como el carbono y el oxígeno. Sin embargo, el estallido del Objeto de Sakurai es la primera explosión de este tipo vista en los tiempos modernos. Los arrebatos estelares observados en 1670 y 1918 pueden haber sido causados por el mismo fenómeno.
Los astrónomos esperan que el Sol se convierta en una enana blanca en unos cinco mil millones de años. Una enana blanca es un núcleo denso que queda después de que la vida normal de fusión de una estrella ha terminado. Una cucharadita de material enano blanco pesaría unas 10 toneladas. Las enanas blancas pueden tener masas hasta 1.4 veces la del Sol; Las estrellas más grandes colapsan al final de sus vidas en estrellas de neutrones aún más densas o agujeros negros.
Las simulaciones por computadora indicaron que la convección impulsada por el calor (o "ebullición") llevaría hidrógeno desde la envoltura exterior de la estrella hacia la cubierta de helio, provocando un breve destello de nueva fusión nuclear. Esto causaría un aumento repentino en el brillo. Los modelos de computadora originales sugirieron una secuencia de eventos observables que ocurrirían en unos pocos cientos de años.
"El objeto de Sakurai pasó por las primeras fases de esta secuencia en solo unos años, 100 veces más rápido de lo que esperábamos, por lo que tuvimos que revisar nuestros modelos", dijo Zijlstra.
Los modelos revisados predijeron que la estrella debería recalentarse rápidamente y comenzar a ionizar gases en su región circundante. "Esto es lo que vemos ahora en nuestras últimas observaciones de VLA", dijo Zijlstra.
"Es importante comprender este proceso. El Objeto de Sakurai ha expulsado una gran cantidad de carbono de su núcleo interno al espacio, tanto en forma de gas como de granos de polvo. Estos encontrarán su camino hacia las regiones del espacio donde se forman nuevas estrellas, y los granos de polvo pueden incorporarse en nuevos planetas. Algunos granos de carbono encontrados en un meteorito muestran proporciones de isótopos idénticas a las encontradas en el Objeto de Sakurai, y creemos que pueden provenir de tal evento. Nuestros resultados sugieren que esta fuente de carbono cósmico puede ser mucho más importante de lo que sospechábamos antes ”, agregó Zijlstra.
Los científicos continúan observando el Objeto de Sakurai para aprovechar la rara oportunidad de aprender sobre el proceso de reencendido. Están haciendo nuevas observaciones de VLA solo este mes. Sus nuevos modelos predicen que la estrella se calentará muy rápidamente, luego se enfriará lentamente nuevamente, enfriándose nuevamente a su temperatura actual alrededor del año 2200. Creen que habrá un episodio de recalentamiento más antes de que comience su enfriamiento final a una ceniza estelar.
Zijlstra trabajó con Marcin Hajduk de la Universidad de Manchester y la Universidad Nikolaus Copernicus, Torun, Polonia; Falk Herwig del Laboratorio Nacional de Los Alamos; Peter A.M. van Hoof de la Universidad de Queen en Belfast y el Observatorio Real de Bélgica; Florian Kerber del Observatorio Europeo Austral en Alemania; Stefan Kimeswenger de la Universidad de Innsbruck, Austria; Don Pollacco de la Universidad de Queen en Belfast; Aneurin Evans de la Universidad de Keele en Staffordshire, Reino Unido; José López de la Universidad Nacional Autónoma de México en Ensenada; Myfanwy Bryce del Observatorio Jodrell Bank en el Reino Unido; Stewart P.S. Eyres de la Universidad de Lancashire Central en el Reino Unido; y Mikako Matsuura de la Universidad de Manchester.
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente original: Comunicado de prensa de NRAO
