La NASA examina una volátil relación estelar simbiótica

R Aquarii
NASA
Actualizado: lunes, 12 junio 2017 13:48

   MADRID, 12 Jun. (EUROPA PRESS) -

   En biología, "simbiosis" se refiere a dos organismos que viven cerca e interactúan entre sí. Una clase de estrellas - llamadas estrellas simbióticas - coexisten de manera similar.

   Usando datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios, los astrónomos están adquiriendo una mejor comprensión de lo volátil que puede ser esta estrecha relación estelar.

   R Aquarii es una de las más conocidas estrellas simbióticas. Situada a una distancia de unos 710 años luz de la Tierra, sus cambios en el brillo se observaron por primera vez a simple vista hace casi mil años. Desde entonces, los astrónomos han estudiado este objeto y han determinado que no es una estrella, sino dos: una enana pequeña y densa y una estrella gigante roja y fría.

   La estrella gigante roja tiene sus propias propiedades interesantes. En miles de millones de años, nuestro Sol se convertirá en una gigante roja una vez que agote el combustible nuclear de hidrógeno en su núcleo y comience a expandirse y enfriarse. La mayoría de los gigantes rojos son plácidos y tranquilos, pero algunos pulsan con períodos entre 80 y 1.000 días como la estrella Mira y experimentan grandes cambios de brillo. Este subconjunto de gigantes rojos se llama "variables Mira".

   La gigante roja en R Aquarii es una variable de Mira y experimenta cambios constantes de brillo en un factor de 250 mientras pulsa, a diferencia de su compañera enana blanca, que no pulsa. Hay otras diferencias llamativas entre las dos estrellas. La enana blanca es unas diez mil veces más brillante que la gigante roja.

   La enana blanca tiene una temperatura superficial de unos 20.000 K mientras que la variable Mira tiene una temperatura de aproximadamente 3.000 K. Además, la enana blanca es ligeramente menos masiva que su compañera pero debido a que es mucho más compacta, su campo gravitatorio es más fuerte. La fuerza gravitatoria de la enana blanca arrastra las capas exteriores de la variable Mira hacia la enana blanca y sobre su superficie, informa la NASA.

   Ocasionalmente, suficiente material se acumulará en la superficie de la enana blanca para desencadenar la fusión termonuclear del hidrógeno. La liberación de energía de este proceso puede producir una nova, una explosión asimétrica que sopla las capas externas de la estrella a velocidades de 15.000 millones de kilómetros por hora o más, bombeando energía y material al espacio. Un anillo exterior de material proporciona pistas sobre esta historia de erupciones.

   Los científicos creen que una explosión nova en el año 1073 produjo este anillo. La evidencia de esta explosión proviene de datos de telescopios ópticos, de registros coreanos de una estrella "invitada" en la posición de R Aquarii en 1073 e información de núcleos de hielo antárticos. Un anillo interno fue generado por una erupción hacia 1770. Los datos ópticos (rojo) en una nueva imagen compuesta de R Aquarii muestran el anillo interno. El anillo exterior es aproximadamente el doble de ancho que el anillo interior, pero es demasiado débil para ser visible en esta imagen.

   Poco después de que Chandra se lanzara en 1999, los astrónomos comenzaron a usar el telescopio de rayos X para monitorear el comportamiento de R Aquarii, dándoles una mejor comprensión del comportamiento de R Aquarii en años más recientes. Los datos de Chandra (azul) en este compuesto revelan un chorro de emisión de rayos X que se extiende hacia la parte superior izquierda. Los rayos X probablemente han sido generados por ondas de choque, similares a los booms sónicos alrededor de los planos supersónicos, causados por el chorro que golpea el material circundante.

   Como los astrónomos han hecho observaciones de R Aquarii con Chandra durante los años, en 2000, 2003 y 2005, han visto cambios en este chorro. Específicamente, las gotas de emisión de rayos X se alejan del par estelar a velocidades de aproximadamente 2,25 millones y 3 millones de kilómetros por hora. A pesar de viajar a una velocidad más lenta que el material expulsado por la nova, los chorros encuentran poco material y no se ralentizan mucho. Por otro lado, la materia de la nova barre más material y se ralentiza significativamente, explicando por qué los anillos no son mucho más grandes que los chorros.

   Utilizando las distancias de los amasijos y suponiendo que las velocidades se han mantenido constantes, un equipo de científicos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts, estimó que las erupciones en los años 50 y 80 produjeron esos amasijos. Estas erupciones fueron menos enérgicas y no tan brillantes como la explosión de nova en 1073.

   En 2007, un equipo liderado por Joy Nichols de CfA informó de la posible detección de un nuevo chorro en R Aquarii utilizando los datos de Chandra. Esto implica que otra erupción ocurrió a principios de los años 2000. Si estos acontecimientos menos poderosos y mal entendidos se repiten cada pocas décadas, el siguiente debe producirse dentro de los próximos 10 años.

   Se ha observado que algunos sistemas binarios de estrellas que contienen enanas blancas producen nuevas explosiones a intervalos regulares. Si R Aquarii es una de estas repetidas novas, y se repite el espaciamiento entre los eventos 1073 y 1773, la nueva explosión nova no debería ocurrir hasta 2470. Durante este evento el sistema puede llegar a ser cientos de veces más brillante, haciéndolo fácilmente visible a simple vista, y colocándolo entre las varias docenas de estrellas más brillantes.

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