Espacio

Hallan una pareja de estrellas "cataclísmica" con la menor órbita jamás vista

Ambas están en transición y la similar al Sol ha estado dando vueltas y "donando" gran parte de su atmósfera de hidrógeno a la voraz enana blanca

La ilustración de un artista muestra una enana blanca (derecha) que gira alrededor de una estrella similar al Sol más grande (izquierda) en una órbita ultracorta, formando un sistema binario "cataclísmico"

M.WEISS/CENTER FOR ASTROPHYSICS | HARVARD & SMITHLa ilustración de un artista muestra una enana blanca (derecha) que gira alrededor de una estrella similar al Sol más grande (izquierda) en una órbita ultracorta, formando un sistema binario "cataclísmico"

La mitad de las estrellas de nuestra galaxia son estrellas solitarias, como el Sol, y la otra mitad son astros que forman sistemas estelares que giran en pareja o en grupo, algunos con órbitas tan estrechas que podrían caber entre la Tierra y la Luna.

Ahora, un equipo liderado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto una binaria estelar (un par de estrellas) con una órbita extremadamente corta: giran una alrededor de la otra cada 51 minutos.

El sistema recién descubierto, que el equipo ha denominado ZTF J1813+4251, tiene la órbita más corta detectada hasta la fecha.

El hallazgo, publicado en la revista Nature, se ha hecho en colaboración de la Universidad de Harvard y el Centro Smithsoniano de Astrofísica, entre otras instituciones.

El sistema parece ser una de las raras clases de binarias denominadas "variables cataclísmicas", en las que una estrella similar al Sol orbita alrededor de una enana blanca (el núcleo caliente y denso que queda de una estrella cuando ha agotado su combustible).

Estas variables cataclísmicas surgen cuando, en un proceso que dura miles de millones de años, las dos estrellas se acercan, lo que hace que la enana blanca empiece a acretar (comerse) el material de su estrella compañera.

Los astrónomos captaron esta variable cataclísmica mientras las estrellas se eclipsaban entre sí, lo que ayudó a medir con precisión sus propiedades.

Con las mediciones, realizaron simulaciones de lo que probablemente esté haciendo el sistema en la actualidad y de cómo debería evolucionar en los próximos cientos de millones de años.

Según sus cálculos, ambas estrellas están en transición y la estrella similar al Sol ha estado dando vueltas y "donando" gran parte de su atmósfera de hidrógeno a la voraz enana blanca.

Con el tiempo, la estrella similar al Sol acabará reduciéndose a un núcleo mayoritariamente denso y rico en helio. Y en 70 millones de años, ambas se acercarán aún más, hasta una órbita ultracorta de 18 minutos, antes de empezar a expandirse y separarse.

Aunque los investigadores del MIT y de otros centros ya predijeron hace décadas que estas variables cataclísmicas deberían de hacer la transición a órbitas ultracortas, esta es la primera vez que se observa directamente.

"La gente predijo que estos objetos debían de hacer la transición a órbitas ultracortas, y durante mucho tiempo se debatió si podían acortarse lo suficiente como para emitir ondas gravitacionales detectables. Este descubrimiento pone fin al debate", explica Kevin Burdge, del MIT.

Para hacer el estudio, Burdge utilizó el catálogo de estrellas observadas por el Zwicky Transient Facility (ZTF), que usa una cámara acoplada a un telescopio en el Observatorio Palomar de California para tomar imágenes de alta resolución de amplias franjas del cielo.

Burdge buscó estrellas que parecieran parpadear repetidamente, con un periodo inferior a una hora, una frecuencia que suele señalar un sistema de al menos dos objetos en órbita cercana, en el que uno se cruza con el otro y bloquea brevemente su luz.

El astrónomo escogió más de mil millones de estrellas y un algoritmo seleccionó cerca de un millón que parecían parpadear cada hora más o menos.

Entre ellas, Burdge buscó a ojo señales de especial interés y se centró en ZTF J1813+4251, un sistema que se encuentra a unos 3.000 años luz de la Tierra, en la constelación de Hércules.

"Apareció esta cosa, en la que vi que se producía un eclipse cada 51 minutos, y dije, vale, esto es definitivamente una binaria", recuerda Burdge.

Los autores observaron el sistema con el Observatorio W.M. Keck de Hawai y el Gran Telescopio Canarias de España y vieron que el sistema permitía medir con precisión la masa, el radio de cada estrella, y su período orbital.

Así, descubrieron que el primer objeto era probablemente una enana blanca, con una centésima parte del tamaño del Sol y aproximadamente la mitad de su masa, y el segundo una estrella parecida al Sol, casi al final de su vida y de un tamaño similar a Júpiter.

Burdge se dio cuenta de que ZTF J1813+4251 era probablemente una variable cataclísmica, en el acto de transición de un cuerpo rico en hidrógeno a uno rico en helio, un descubrimiento que confirma las predicciones anteriores.