WD1202, un extraño sistema binario en la antesala del cataclismo

El destino final de WD1202
BISHOP'S UNIVERSITY
Actualizado: lunes, 12 junio 2017 11:00

   MADRID, 12 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Un binario compuesto por una estrella fallida, también conocida como enana marrón, y el remanente de una estrella muerta, o enana blanca, es el extraño reciente hallazgo del telescopio Kepler.

   Una de las propiedades que hace este binario tan notable es que el período orbital de los dos objetos es sólo 71,2 minutos. Esto significa que las velocidades de las estrellas que se orbitan entre sí son de unos 100 kilómetros por segundo (una velocidad que le permitiría viajar a través del Atlántico en menos de un minuto).

   Utilizando cinco telescopios terrestres diferentes a través de tres continentes, el equipo pudo deducir que este sistema binario consiste en una estrella fallida con una masa de cerca de 6.7% que el del Sol (equivalente a 67 masas de Júpiter) y una enana blanca que tiene una masa de alrededor del 40% de la masa del sol. También han determinado que la enana blanca comenzará a canibalizar a la enana marrón en menos de 250 millones de años, haciendo de este binario la variable precataclísmica más corta que se haya descubierto.

   La estrella enana blanca caliente había sido identificada originalmente por SDSS como WD1202-024 y se pensó que era una estrella aislada. El hecho de que realmente se trataba de un binario muy cercano de sólo 71 minutos fue anunciado por Lorne Nelson, de la Universidad Bishop's, en la reunión semestral de la American Astronomical Society en Austin, Texas.

   Saul Rappaport (M.I.T.) y Andrew Vanderburg (Centro Harvard Smithsonian para la Astrofísica) estaban analizando las curvas de luz de más de 28.000 objetivos de K2 cuando una observación llamó su atención. A diferencia de los tránsitos de exoplanetas que pasan frente a sus estrellas de acogida y causan una pequeña atenuación en el brillo de la estrella, esta curva de luz mostró unos eclipses razonablemente profundos y amplios con una contribución sinusoidal al brillo entre los eclipses, que se piensa es debida a una iluminación del componente frío por la enana blanca mucho más caliente.

   El equipo, cuyo estudio se publica en arxiv.org, diseñó rápidamente un modelo para el binario que demuestra que era consistente con una enana blanca caliente compuesta del helio siendo eclipsado por una compañera enana marrón mucho más frío.

   Pero quedaron algunas preguntas importantes. Como Lorne Nelson dijo, "habíamos construido un modelo robusto, pero todavía teníamos que abordar las cuestiones principales, como cómo se formó este sistema y cuál sería su destino final. Con el fin de abordar esta cuestión el equipo utiliza sofisticados modelos de computadora para simular la formación y evolución de WD1202. Según su escenario, el binario primordial consistió en una estrella ordinaria de masa solar de 1,25 y una enana marrón que estaban en una órbita de 150 días entre sí. La estrella se expandió a medida que envejecía convirtiéndose en una gigante roja que luego envolvió a su compañera enana marrón.

   Como explica Nelson: "Es similar a un efecto de batidora de huevo, la enana marrón gira en espiral hacia el centro de la gigante roja y hace que la mayor parte de la masa de la gigante roja sea levantada del núcleo y expulsada. El resultado es una enana marrón en una órbita extraordinariamente estrecha y de corto período con el núcleo de helio caliente de una gigante roja, que luego se enfría y se convierte en la enana blanca que observamos hoy". Según sus cálculos, el binario primordial se formó hace unos 3.000 millones de años y la fase de envoltura común tuvo lugar relativamente recientemente, hace unos 50 millones de años.

   Entonces, ¿qué pasará en el futuro? El equipo cree que la emisión de ondas gravitatorias agotará la energía orbital del binario de manera que en unos 250 millones de años (o menos), la separación entre la enana blanca y la enana marrón será tan pequeña que la enana marrón comenzará a ser canibalizado por su vecino enano blanco.

   Cuando esto sucede, el binario exhibirá todas las características de una variable cataclísmica (CV) tal como una curva de luz parpadeante debido a la acumulación de un disco que rodea a la enana blanca. Por esta razón, el equipo cree que el sistema WD1202 puede ser referido correctamente como el período más corto pre-CV que se ha descubierto hasta la fecha.