Crédito de imagen: ESO
Los astrónomos han descubierto un par de estrellas enanas blancas que giran entre sí a una distancia de solo 80,000 km (1/5 de la distancia entre la Tierra y la Luna), el sistema binario más cercano jamás descubierto. El sistema, conocido como RX J0806.3 + 1527, se investigó con el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral, y los observadores notaron que el objeto se atenuaba una vez cada cinco minutos, lo que sugiere un sistema binario.
Las observaciones con el Very Large Telescope (VLT) de ESO en Chile y el Telescopio Nazionale Galileo (TNG) italiano en las Islas Canarias durante los últimos dos años han permitido a un grupo internacional de astrónomos [1] desentrañar la verdadera naturaleza de un sistema estelar binario excepcional. .
Este sistema, designado RX J0806.3 + 1527, se descubrió por primera vez como una fuente de rayos X de brillo variable: una vez cada cinco minutos, se "apaga" por un breve momento. Las nuevas observaciones han demostrado sin lugar a dudas que este período refleja el movimiento orbital de dos estrellas "enanas blancas" que giran unas a otras a una distancia de solo 80,000 km. Cada una de las estrellas es casi tan grande como la Tierra y este es el período orbital más corto conocido para cualquier sistema estelar binario.
El espectro VLT muestra líneas de helio ionizado, lo que indica que la presencia de un área extremadamente caliente en una de las estrellas - un "punto caliente" con una temperatura de aprox. 250,000 grados. El sistema se encuentra actualmente en un estado evolutivo transitorio raramente visto.
Un sorprendente sistema binario estelar
Un año es el tiempo que le toma a la Tierra moverse una vez alrededor del Sol, nuestra estrella central. Esto puede parecer bastante rápido cuando se mide en la escala del Universo, pero este es un movimiento de caracol en comparación con la velocidad de dos estrellas descubiertas recientemente. Giran unos a otros 100.000 veces más rápido; ¡Una revolución completa toma solo 321 segundos, o un poco más de 5 minutos! Es el período más corto jamás observado en un sistema estelar binario.
Esta es la sorprendente conclusión alcanzada por un equipo internacional de astrónomos dirigido por GianLuca Israel del Observatorio Astronómico de Roma [1], y basado en observaciones detalladas de la tenue luz de estas dos estrellas con algunos de los telescopios más avanzados del mundo. El sistema estelar binario que mantiene registros lleva el nombre prosaico RX J0806.3 + 1527 y está ubicado al norte del ecuador celeste en la constelación de Cáncer (The Crab).
Los científicos también encuentran que los dos compañeros en esta danza agitada son probablemente una estrella enana blanca moribunda, atrapada en el fuerte agarre gravitacional de otra estrella algo más pesada del mismo tipo exótico. Las dos estrellas del tamaño de la Tierra están separadas por solo 80,000 kilómetros, un poco más del doble de la altitud de los satélites de transmisión de TV en órbita alrededor de la Tierra, o solo un quinto de la distancia a la Luna.
De hecho, el movimiento orbital es muy rápido: más de 1,000 km / seg, y la estrella más ligera aparentemente siempre gira el mismo hemisferio hacia su compañera, al igual que la Luna en su órbita alrededor de la Tierra. Por lo tanto, esa estrella también da una vuelta completa alrededor de su eje en solo 5 minutos, es decir, su "día" es exactamente tan largo como su "año".
El descubrimiento de RX J0806.3 + 1527
La luz visible emitida por este sistema inusual es muy tenue, pero irradia rayos X comparativamente fuertes. Debido a esta emisión, el observatorio espacial alemán ROSAT lo detectó por primera vez como una fuente de rayos X celestes de origen desconocido en 1994. Más tarde se descubrió que era una fuente variable periódicamente [2]. Una vez cada 5 minutos, la radiación de rayos X desaparece durante un par de minutos. Recientemente fue estudiado con mayor detalle por el observatorio Chandra de la NASA.
La posición de la fuente de rayos X en el cielo se localizó con suficiente precisión para revelar un objeto emisor de luz visible muy débil en la misma dirección, más de un millón de veces más débil que la estrella más débil que se puede ver a simple vista (V- magnitud 21.1). Las observaciones de seguimiento se llevaron a cabo con varios telescopios de clase mundial, incluido el Very Large Telescope (VLT) de ESO en el Observatorio Paranal en Chile, y también el Telescopio Nazionale Galileo (TNG), el observatorio italiano de clase 4 m en la Roche de Observatorio Muchachos en La Palma en las Islas Canarias.
La naturaleza de RX J0806.3 + 1527
Las observaciones en luz visible también mostraron el mismo efecto: RX J0806.3 + 1527 se estaba volviendo más tenue una vez cada 5 minutos, mientras que no se observó ninguna otra modulación periódica. Al observar el espectro de este objeto débil con el instrumento multimodo FORS1 en el telescopio VLT ANTU de 8.2 m, los astrónomos pudieron determinar la composición de RX J0806.3 + 1527. Se encontró que contenía grandes cantidades de helio; Esto es diferente a la mayoría de las otras estrellas, que están compuestas principalmente de hidrógeno.
"Al principio, pensamos que este era solo otro de los sistemas binarios habituales que emiten rayos X", dice Gianluca Israel. “Ninguno de nosotros podía imaginar la naturaleza real de este objeto. Finalmente resolvimos el rompecabezas eliminando todas las demás posibilidades una por una, mientras seguíamos recopilando más datos. Como dijo el famoso detective: cuando hayas eliminado lo imposible, ¡lo que queda, por improbable que sea, debe ser la verdad! ”.
La teoría actual predice que las dos estrellas, que están unidas por la gravedad en este estrecho sistema, producen rayos X cuando una de ellas actúa como una "aspiradora" gigante, extrayendo gas de su compañero. Esa estrella ya ha perdido una fracción significativa de su masa durante este proceso.
La materia entrante impacta a alta velocidad en la superficie de la otra estrella y el área correspondiente, un "punto caliente", se calienta a unos 250,000 ° C, por lo que se emiten rayos X. Esta radiación desaparece por un corto tiempo durante cada revolución orbital cuando esta área está en el lado más alejado de la estrella que se acumula, como se ve desde la Tierra.
Una clase muy rara de estrellas
Nuestro Sol es una estrella normal de masa relativamente baja y eventualmente se convertirá en una estrella enana blanca. Al contrario de la desaparición violenta de las estrellas más pesadas en una gloriosa explosión de supernova, este es un proceso comparativamente "silencioso" durante el cual la estrella se enfría lentamente mientras pierde energía. Se encoge hasta que finalmente se vuelve tan pequeño como la Tierra.
El sol es una sola estrella. Sin embargo, cuando una estrella similar a la solar es miembro de un sistema binario, la evolución de sus estrellas componentes es más complicada. Durante una fase inicial, una estrella continúa moviéndose a lo largo de una órbita que está realmente dentro de las capas atmosféricas externas muy tenues de su compañera. Luego, el sistema se deshace de este asunto y se convierte en un sistema binario con dos estrellas enanas blancas en órbita, como RX J0806.3 + 1527.
Los sistemas en los que el período orbital es muy corto (menos de 1 hora) se denominan sistemas AM Canis Venaticorum (AM CVn), después de la primera estrella binaria conocida de esta clase rara. Es probable que dichos sistemas, después de haber alcanzado un período orbital mínimo de unos minutos, comiencen a evolucionar hacia períodos orbitales más largos. Esto indica que RX J0806.3 + 1527 está ahora al comienzo de la "fase AM CVn".
Ondas gravitacionales
Con su período orbital extremadamente corto, RX J0806.3 + 1527 también es un candidato principal para la detección de las ondas gravitacionales esquivas, predichas por la Teoría general de la relatividad de Einstein. Nunca se han medido directamente, pero su existencia se ha revelado indirectamente en sistemas binarios de estrellas de neutrones.
Un experimento espacial de ondas gravitacionales planificadas, la Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) de la Agencia Espacial Europea que se lanzará dentro de unos 10 años, será lo suficientemente sensible como para poder revelar esta radiación de RX J0806.3 + 1527 con un alto grado de confianza Tal hazaña de observación abriría una ventana completamente nueva en el universo.
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
