15 de enero de 2007

Estrellas anormales deberían su naturaleza a sus progenitoras enanas blancas

Imagen: Gemini Artwork by Jon Lomberg

Un equipo internacional de astrónomos liderado por el Dr. Geoffrey C. Clayton, de la Universidad del Estado de Louisiana, en Baton Rouge, ha anunciado el descubrimiento de grandes cantidades de una inusual variedad de oxígeno en dos extraños tipos de estrellas. Este descubrimiento sugiere que el origen de estas singulares estrellas pudiera recaer en la física producida como consecuencia de las fusiones de pares de estrellas enanas blancas.

Estas estrellas poco comunes se conocen como deficiente en hidrógeno (HdC) y como estrellas R Coronae Borealis (RCB). Ambos tipos casi no tienen hidrógeno - un elemento que permite la existencia de cerca del 90% de la mayoría de las estrellas. Sorprendentemente, ellas contienen hasta mil veces más del isótopo oxígeno-18 que las estrellas normales como el Sol. El descubrimiento de cantidades anormales de oxígeno-18 se basa en las observaciones espectroscópicas en el cercano infrarrojo realizado con el instrumento GNIRS, operativo en el telescopio de 8 metros Gemini Sur, en Chile.

La noticia fue dada a conocer en la 209ª Reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle, Estados Unidos, por el equipo conformado, además de Clayton, por el Dr. Thomas R. Geballe (Gemini Observatory, Hilo, Hawaii), Dr. Falk Herwig (Keele University, Reino Unido), el Dr. Christopher Fryer (Los Alamos National Laboratory, Nuevo México) y el Dr. Martin Asplund (Mount Stromlo Observatory, Australia).

Motivados por el descubrimiento, el equipo simuló un bosquejo de las reacciones nucleares que ocurrirían durante una fusión de dos tipos de enanas blancas, una idea originalmente propuesta para el origen de las estrellas RCB, en 1984, por el Profesor Ronald F. Webbink (Universidad de Illinois). Según Clayton, las condiciones tenían que ser muy precisas para permitir que el oxígeno-18 fuese observado en las estrellas. "Es como el cuento de Ricitos de Oro y los Tres Osos. Durante el proceso de fusión, cuando se llevaron a cabo las reacciones nucleares, la temperatura no era ni muy caliente, ni muy fría, era la justa y precisa para la producción de grandes cantidades de oxígeno-18."

Uno de los desafíos para comprender a estas estrellas es saber cómo el oxígeno 18 puede formarse a partir del nitrógeno en la estrella, mientras mantiene más cantidades normales de oxígeno-16 el cual se forma a partir del carbón preexistente de la estrella.. "Lo que es realmente importante es la razón entre el oxígeno-18 y el oxígeno 16, en estas estrellas esa razón está muy sesgada. Aunque necesitamos hacer modelos más precisos, parecería que la teoría de fusión de la enana blanca podría justamente permitir que esto acontezca," explicó Clayton.

Las estrellas RCB son un pequeño grupo de supergigantes, ricas en carbón, que sufren declinaciones espectaculares de brillo a intervalos irregulares, típicamente con un par de años de duración antes de regresar a su brillo inicial. Ahora se piensa que el carbono se granula intermitentemente, condensando el gas que es expulsado por la estrella responsable de la intensidad de brillo de la luz estelar. Por otro lado, las estrellas HdC, aunque se parecen a las RCB en sus abundancias elementales, no expulsan gas y por tanto, no producen polvo ni parecen variar en su intensidad de brillo.

Una teoría alternativa a la fusión del par de enanas blancas, originalmente propuesta por Icko Iben (Universidad de Illinois), es que las estrellas ricas en oxígeno-18 podrían formarse cuando una sola estrella, a punto de convertirse en una enana blanca, atraviesa por un flash final de combustión termonuclear cerca de su superficie. Esto infla a la estrella a un tamaño supergigante y enfría su atmósfera exterior.

"Este modelo del flash final es una explicación tentativa ya que recientemente se han descubierto dos estrellas conocidas como V605 Aquilae y objetos Sakurai las que han sido captadas en la fase del último flash donde se parecen a las estrellas RCB en abundancia, temperatura y brillo" señala Geballe, miembro del equipo. "En cualquier caso, ambas estrellas son ahora conocidas por haber pasado sólo un par de años en esta fase y haber tenido este período extremadamente corto como supergigantes frías, lo cual hace poco probable que puedan ser consideradas aunque sea por el reducido número de estrellas RCB que actualmente se conocen dentro de la galaxia de la Vía Láctea."Estas estrellas son tan poco frecuentes que apenas un total de 55 estrellas HdC y RCB se han identificado dentro de nuestra galaxia".

"Las propiedades de estas estrellas tan extrañas han sido objeto de intensas observaciones y discusiones para distintas generaciones de astrónomos," asevera Geballe. "Este descubrimiento debería contribuir para que precisemos cómo dos estrellas en degeneración son diferentes a la suma de sus partes."

Más información en:
http://www.gemini.edu/