Una supergigante roja ha reemplazado su núcleo con una estrella de neutrones

Una supergigante roja ha reemplazado su núcleo con una estrella de neutrones

Una estrella supergigante roja ilumina una nube de polvo.  Sin información espectral detallada, es imposible saber si estas estrellas se han tragado a alguna de sus compañeras.

Una estrella supergigante roja ilumina una nube de polvo. Sin información espectral detallada, es imposible saber si estas estrellas se han tragado a alguna de sus compañeras.

A mediados de la década de 1970, el astrofísico teórico Kip Thorne, junto con su colaboradora Anna Zytkow, postuló la existencia de una extraña forma de estrella. Ahora conocidos como Objetos Thorne-Zytkow (TZO), estos cuerpos son el producto de la fusión de dos estrellas separadas: una estrella gigante, la segunda una estrella de neutrones. Pudieron calcular varias propiedades probables de estas estrellas, haciendo predicciones sobre cómo se verían. Pero en los años que siguieron, no se descubrió ninguno.

Anna Zytkow, sin embargo, no abandonó la búsqueda. Y ahora, 40 años después, es posible que haya visto uno. Ella y tres colaboradores (Phil Massey, Nidia Morrell y Emily Levesque) informaron lo que puede ser la primera evidencia observacional de que existen TZO.

Las estrellas de neutrones son los núcleos de estrellas masivas que han sufrido una supernova. Su gravedad masiva comprime la materia tanto que un objeto de la masa del Sol puede convertirse en una esfera de unos 20 km de diámetro. A estas densidades, la materia se comprime en neutrones y quizás incluso en un mar de partículas subatómicas.

La formación de una estrella lo suficientemente masiva como para experimentar una supernova generalmente requiere una densa nube de gas, que a menudo forma estrellas adicionales. Estos compañeros pueden intercambiar masa con estrellas de neutrones de varias maneras, pero Thorne y Zytkow sugirieron que podrían hacer más que interactuar: el compañero puede tragarse la estrella de neutrones. Muchas estrellas evolucionan a través de una fase gigante en la que su envoltura se expande significativamente. Si la estrella de neutrones orbita lo suficientemente cerca, esta expansión podría hacer que la estrella gigante envuelva a su compañera.

Cuando esto suceda, la órbita de la estrella de neutrones se ralentizará rápidamente por sus interacciones con el gas, lo que provocará que gire en espiral hacia el centro de la estrella. Una vez allí, desplazaría el núcleo normal de la estrella, ocupando efectivamente el centro del objeto. Aunque su intensa gravedad atraería la materia, su calor igualmente intenso la ahuyentaría, creando un equilibrio estable: el TZO.

Anuncio publicitario

Externamente, el objeto se parecería mucho a cualquier otra estrella gigante roja. Pero habría diferencias. El intenso calor cerca de la estrella de neutrones desencadenaría reacciones de fusión diferentes a las que normalmente se encuentran en el centro de una gigante roja. Sobre la base de los patrones de convección en efecto dentro de estas estrellas, Thorne y Zytkow predijeron que algunos de los elementos resultantes de estos procesos inusuales llegarían a la superficie de la estrella, creando una firma distintiva que podemos detectar mediante espectroscopia.

El equipo, incluida la propia Zytkow, continuó buscando esta firma, a pesar de que la espectroscopia en estrellas distantes requiere un telescopio de alta potencia para resolver las longitudes de onda de luz apropiadas. En el nuevo informe, ella y sus colaboradores tomaron datos sobre un total de 62 supergigantes rojas en la Vía Láctea y sus galaxias enanas compañeras, las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña.

Para buscar un TZO, el equipo buscó en los espectros algunos de los elementos que deberían producirse en grandes cantidades en estos objetos: litio, rubidio, estroncio, vanadio, circonio y molibdeno. No todos son fáciles de visualizar, por lo que se centraron en el litio, el rubidio y el molibdeno. Compararon los niveles de estos elementos con elementos que crean características espectrales cercanas pero que no deberían mejorarse en los TZO: potasio, calcio, hierro y níquel.

La mayoría de las estrellas se han agrupado juntas, con niveles similares de estos elementos. Pero solo una estrella, HV 2112, fue un valor atípico constante, con proporciones de elementos generalmente fuera de los demás por tres desviaciones estándar. Aunque HV 2112 se había observado antes, nadie había obtenido nunca un espectro lo suficientemente detallado como para determinar que tenía una composición tan inusual.

Hay dos advertencias a este trabajo. La primera es que la estrella parece estar en la Pequeña Nube de Magallanes. De lo contrario, algunas de las mediciones de sus propiedades serán erróneas, lo que significa que puede que no sea una supergigante roja y, por lo tanto, no sea una TZO. Todavía sería inusual, pero no ese tipo particular de inusual.

La segunda cosa es que el objeto no muestra todas las propiedades predichas para los TZO, y hay algunas más que no se predijeron en 1975. Pero los autores argumentan que probablemente sea hora de revisar este trabajo, ya que los patrones de convección Las estrellas internas han mejorado dramáticamente en los últimos 40 años. Una vez que hagamos esas predicciones nuevamente, tendremos una idea mucho mejor de si HV 2112 es el primer miembro de esta clase de objeto.

Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society2014. DOI aún no disponible.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.