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

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

Variables cataclísmicas

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.

Relevancia del hallazgo

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.

¿Cómo se realizó el estudio?

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.