Zoco de Astronomía: Una sorprendente estrella doble gigante

Versión íntegra del artículo publicado originariamente en el Suplemento Zoco de Diario Córdoba el domingo 25 de octubre de 2015.

Existen zonas del espacio donde el material difuso se condensa y compacta para formar estrellas. Son las regiones de formación estelar, también conocidas como nebulosas. Nuestra Galaxia, la Vía Láctea, posee centenares de miles de nebulosas, aunque sólo conozcamos una pequeña fracción de ellas dado que muchas están ocultas por densas nubes de polvo o se localizan en la otra parte de la Galaxia. Todas las estrellas del Universo han nacido de nebulosas. Y no lo hacen solas: del gas de una misma nebulosa pueden crearse miles, incluso millones de nuevos astros. A pesar de que las estrellas nacidas conjuntamente de una misma nube de gas posean características todas difieren entre sí en un parámetro fundamental: la cantidad de masa que poseen. La gran mayoría de las estrellas que se forman son de baja masa o masa similar al Sol, mientras que sólo unas pocas son estrellas masivas (masas superiores a 10 veces la masa del Sol). No obstante, algunas nebulosas son tan grandes y están formando tantos objetos a la vez que es posible encontrar muchas estrellas masivas en su interior.

Esto es lo que ocurre dentro de la Nebulosa de la Tarántula. Esta región de formación estelar, que también se denomina 30 Dorado, no está en la Vía Láctea, sino en una galaxia enana satélite, la Gran Nube de Magallanes, a unos 170 mil años luz de distancia. Es tan grande y brillante que si estuviese a la distancia a la que se encuentra la Nebulosa de Orión (unos 1300 años luz) sería un espectáculo en los cielos terrestres, cubriendo una enorme extensión del firmamento y siendo incluso capaz de proyectar sombras en la noche. 30 Dorado es la región de formación estelar más activa de todo el Grupo Local de galaxias. Su centro posee un cúmulo estelar muy joven y rico en estrellas masivas. Aún así, los astrónomos se han sorprendido al descubrir un astro en particular que es en realidad una estrella doble gigante. El descubrimiento se ha hecho público esta semana y usa datos de muy alta calidad obtenidos con los telescopios del complejo VLT (“Very Large Telescope”) que el Observatorio Europeo Austral posee en el Cerro Paranal (Chile). Esta estrella doble gigante, bautizada como VFTS 352, está formado por dos estrellas muy brillantes, calientes (temperaturas superficiales superiores a los 40 mil grados) y masivas separadas por sólo 12 millones de kilómetros. En realidad, estas estrellas están tan juntas que sus superficies están en contacto directo, por lo que ambas están compartiendo su material. Se estima que la masa conjunta de estas estrellas alcanza las 57 masas solares. Como detalle extra el sistema gira sobre sí mismo muy rápidamente, completando una revolución en poco más de un día.

Imagen señalando la localización de la estrella doble gigante VFTS 352 dentro de la Nebulosa de la Tarántula (30 Dorado) en la Gran Nube de Magallanes. Imagen obtenida con el combinando datos del rango óptico del instrumento “Wide Field Imager” del Telescopio MPG/ESO de 2.2m del Observatorio de la Silla (Chile) con datos en infrarrojo obtenidos con el telescopio 4.1m VISTA del Observatorio de Paranal (Chile). Se incluye una ilustración del sistema VFTS 352, con sus dos estrellas gigantes en contacto directo. Crédito: Imagen: ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey, Agradecimiento: Cambridge Astronomical Survey Unit. Ilustración: ESO/L. Calçada.
Imagen señalando la localización de la estrella doble gigante VFTS 352 dentro de la Nebulosa de la Tarántula (30 Dorado) en la Gran Nube de Magallanes. Imagen obtenida con el combinando datos del rango óptico del instrumento “Wide Field Imager” del Telescopio MPG/ESO de 2.2m del Observatorio de la Silla (Chile) con datos en infrarrojo obtenidos con el telescopio 4.1m VISTA del Observatorio de Paranal (Chile). Se incluye una ilustración del sistema VFTS 352, con sus dos estrellas gigantes en contacto directo. Crédito: Imagen: ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey, Agradecimiento: Cambridge Astronomical Survey Unit. Ilustración: ESO/L. Calçada.

VFTS 352 no es la única “binaria de contacto” que se conoce, pero sí es muy especial porque las dos estrellas poseen masas casi idénticas. Normalmente las estrellas binarias de contacto están formadas por astros de distinto tamaño, por lo que el material “pasa” de la más pequeña a la más grande (se denomina “estrella vampiro”). Esto no sucede en VFTS 352, cuyas estrellas compartan alrededor del 30% del material del sistema. Además, dado que las estrellas masivas tienen una vida muy corta (viven menos de 10 millones de años), encontrar un sistema como VFTS 352 es extraordinariamente infrecuente. De ahí el interés que tienen los astrofísicos de estudiar los detalles de un sistema así, compuesto de objetos muy exóticos y raros. En efecto, los datos proporcionan pistas claves a la hora de entender cómo evolucionan y cómo mueren las estrellas más masivas, imponiendo fuertes límites a la teoría de la evolución estelar. Por ejemplo, como ambas estrellas están tan cerca y giran tan rápidamente, las intensas fuerzas de marea deberían aumentar la mezcla del material que se genera en sus centros, modificando así la producción de elementos como el oxígeno, el nitrógeno y el carbono. Sólo las estrellas más masivas son capaces de producir oxígeno en cantidades significativas, siendo este elemento vital para entender la evolución de las galaxias, la creación de sistemas planetas e incluso el surgimiento de la vida.

Además, no se sabe aún cuál es el destino final del sistema. Se barajan dos teorías. Por un lado, ambos cuerpos se unirían para crear una única estrella gigante de rotación rápida y con un intenso campo magnético. Terminaría así sus días en una titánica explosión de supernova o “hipernova”, creando un estallido de rayos gamma de larga duración similar a los que se detectan a distancias cosmológicas. Por el otro lado, podría ocurrir que ambas estrellas explotaran como supernova de forma independiente. En este caso se generarían dos agujeros negros muy cercanos entre sí: un agujero negro binario cercano. Los astrofísicos teóricos están buscando sistemas así porque, según la Relatividad General, un agujero negro binario cercano modificaría fuertemente el espacio-tiempo, siendo así una intensa fuente de ondas gravitatorias. Las ondas gravitatorias aún no se han encontrado observacionalmente, sólo están predichas por la teoría, por lo que su descubrimiento abriría un nuevo capítulo en la comprensión de la Física de nuestro Universo.

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