• Un equipo internacional dirigido por la Universidad de Warwick hace un raro avistamiento de un sistema estelar binario que se dirige hacia una supernova
• El destino del sistema estelar se ha identificado a partir de sus inusuales variaciones de luz, una señal de que una estrella ha sido distorsionada en forma de lágrima por una enorme compañera enana blanca.
• Las supernovas de estos sistemas estelares se pueden utilizar como «velas estándar» para medir la expansión del universo.

Los astrónomos hicieron el raro avistamiento de dos estrellas en espiral hacia su perdición al detectar signos reveladores de una estrella en forma de lágrima.

La forma trágica es causada por una enana blanca masiva cercana que deforma a la estrella con su intensa gravedad, que también será el catalizador de una posible supernova que consumirá a ambos. Encontrado por un equipo internacional de astrónomos y astrofísicos dirigido por la Universidad de Warwick, es uno de los pocos sistemas estelares descubiertos que algún día verá a una estrella enana blanca reavivar su núcleo.

Nueva investigación publicada por el equipo el 12 de julio de 2021, en Astronomía de la naturaleza confirma que ambas estrellas se encuentran en las primeras etapas de una espiral que probablemente terminará con una supernova de Tipo Ia, un tipo que ayuda a los astrónomos a determinar qué tan rápido se está expandiendo el universo.

Esta investigación recibió financiación de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundación de Investigación Alemana) y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología, que forma parte de Investigación e Innovación del Reino Unido.

HD265435 se encuentra a unos 1.500 años luz de distancia e incluye una estrella enana caliente y una estrella enana blanca en órbita cercana a una velocidad de unos 100 minutos. Las enanas blancas son estrellas «muertas» que han gastado todo su combustible y colapsaron solas, haciéndolas pequeñas pero extremadamente densas.

En general, se cree que una supernova de Tipo Ia ocurre cuando el núcleo de una estrella enana blanca se vuelve a encender, lo que resulta en una explosión termonuclear. Hay dos escenarios en los que esto puede suceder. En el primero, la enana blanca gana suficiente masa para alcanzar 1,4 veces la masa de nuestro Sol, conocido como límite de Chandrasekhar. HD265435 encaja en el segundo escenario, en el que la masa total de un sistema estelar cercano a múltiples estrellas está cerca o por encima de este límite. Solo se han descubierto un puñado de otros sistemas estelares que alcanzarán este umbral y darán lugar a una supernova de Tipo Ia.

La autora principal, la Dra. Ingrid Pelisoli, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, y anteriormente afiliada a la Universidad de Potsdam, explica: “No sabemos exactamente cómo explotan estas supernovas, pero sí sabemos que debe ser. lo vemos sucediendo. en otras partes del universo.

“Una solución es que si la enana blanca acumula suficiente masa de la subenana caliente, de modo que las dos orbitan y se unen, la materia comenzará a escapar de la subenana caliente y caerá sobre la enana blanca. Otra forma es que debido a que pierden energía por la emisión de ondas gravitacionales, se acercarán hasta fusionarse. Una vez que la enana blanca gane suficiente masa con cualquiera de los métodos, se convertirá en una supernova.

Utilizando datos del Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, el equipo pudo observar la subenana caliente, pero no la enana blanca, ya que la subenana caliente es mucho más brillante. Sin embargo, este brillo varía con el tiempo, lo que sugiere que la estrella fue distorsionada en forma de lágrima por un objeto masivo cercano. Usando las mediciones de velocidad radial y rotacional del Observatorio Palomar y el Observatorio WM Keck, y modelando el efecto del objeto masivo en la enana caliente, los astrónomos pudieron confirmar que la enana blanca oculta es tan pesada como nuestro Sol, pero solo un poco. más pequeño que el radio de la Tierra.

Combinado con la masa de la subenana caliente, que es un poco más de 0,6 veces la masa de nuestro Sol, las dos estrellas tienen la masa necesaria para causar una supernova de Tipo Ia. Dado que las dos estrellas ya están lo suficientemente cerca como para comenzar a acercarse, la enana blanca se convertirá inevitablemente en una supernova en unos 70 millones de años. Los modelos teóricos producidos específicamente para este estudio predicen que la subenana caliente se contraerá para convertirse también en una estrella enana blanca antes de fusionarse con su pareja.

Las supernovas de tipo Ia son importantes para la cosmología como «velas estándar». Su luminosidad es constante y de un tipo específico de luz, lo que significa que los astrónomos pueden comparar la luminosidad que deberían tener con lo que observamos en la Tierra, y a partir de esto, determinar su distancia con un buen grado de precisión. Al observar supernovas en galaxias distantes, los astrónomos combinan lo que saben sobre la velocidad a la que se mueve esta galaxia con nuestra distancia de la supernova y calculan la expansión del universo.

El Dr. Pelisoli agrega: “Cuanto más comprendamos cómo funcionan las supernovas, mejor podremos calibrar nuestras velas estándar. Esto es muy importante en este momento porque hay un desfase entre lo que obtenemos de este tipo de vela estándar y lo que obtenemos por otros métodos.

“Cuanto más comprendamos cómo se forman las supernovas, mejor podremos comprender si esta discrepancia que estamos observando se debe a una nueva física de la que no somos conscientes y no tenemos en cuenta, o simplemente porque las estamos subestimando. Las incertidumbres de estas distancias.

“Existe otra brecha entre la tasa estimada y observada de supernovas galácticas y el número de progenitores que estamos viendo. Podemos estimar cuántas supernovas habrá en nuestra galaxia observando muchas galaxias, o por lo que sabemos sobre la evolución estelar, y ese número es consistente. Pero si buscamos objetos que puedan convertirse en supernovas, no tenemos suficiente. Este descubrimiento fue muy útil para estimar lo que pueden proporcionar las binarias de enanas calientes y enanas blancas. Todavía no parece mucho, ninguno de los canales que hemos visto parece ser suficiente.

Referencia: «Un progenitor de supernova Ia candidata a supernova enana blanca enana caliente caliente» por Ingrid Pelisoli, P. Neunteufel, S. Geier, T. Kupfer, U. Heber, A. Irrgang, D. Schneider, A. Bastian, J van Roestel , V. Schaffenroth y BN Barlow, 12 de julio de 2021, Astronomía de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01413-0