11 Dic 2019.

Se observa el acercamiento de las estrellas de un sistema binario debido a la emisión de ondas gravitatorias

El sistema está compuesto por dos estrellas enanas blancas que giran en torno al centro de masas común cada veinte minutos, y que van acercándose gradualmente. El trabajo, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), muestra que las estrellas se han “achatado” y presentan forma elipsoidal debido a las fuerzas de marea

enanas blancas , estrellas , ondas gravitacionales , sistema binario

Cada veinte minutos, las estrellas del sistema doble PTF J053332.05+020911.6 completan una órbita en torno al centro de masas común, una frecuencia que apunta a que se trata de un sistema excepcional: no está formado por estrellas “normales”, sino por enanas blancas, y esa velocidad genera efectos de marea que deforman las estrellas, que presentan forma elipsoidal. Un trabajo, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha estudiado este sistema y ha hallado que las estrellas muestran un decaimiento orbital, que las acerca progresivamente, debido a la emisión de ondas gravitatorias.

“Sabemos que existe una relación directa entre el período de un sistema de estrellas y la distancia entre sus componentes: cuanto más cerca están las estrellas, más rápido orbitan entre sí y, por lo tanto, más corto es su período. Y dado que el período observado es tan corto, eso implica que las estrellas están tan próximas que no puede tratarse de estrellas como Sol, sino de objetos más compactos, como demostró el análisis de los datos”, señala Antonio Claret, investigador del Instituto de Astrofísica de participa en el estudio.

Las enanas blancas, como las que forman el sistema PTF J053332.05+020911.6, constituyen los restos de una estrella como el Sol que ha expulsado sus capas más externas y conserva un núcleo muy compacto. Las densidades de estos objetos pueden ascender a dos toneladas por centímetro cúbico, y pueden albergar una masa equivalente a la del Sol en un volumen similar al de la Tierra.

Los sistemas binarios de enanas blancas constituyen un excelente laboratorio para profundizar en el conocimiento de la evolución de estrellas dobles, así como de la física de las mareas en entornos astronómicos pero, igualmente, un sistema como PTF J053332.05+020911.6 representa un objeto idóneo para el estudio de ondas gravitatorias, ondulaciones en la estructura del espaciotiempo predichas por Einstein.

Concepción artística de dos estrellas enanas blancas en órbita, que muestran esquemáticamente que irradian ondas gravitacionales mientras se orbitan entre sí. Crédito: Tod Strohmayer (GSFC), CXC, NASA, Ilustración: Dana Berry (CXC)

Las ondas gravitatorias son un fenómeno asociado a los objetos que generan los entornos gravitatorios más extremos, como los sistemas binarios de enanas blancas, agujeros negros o estrellas de neutrones. Estos sistemas generan distorsiones en el espaciotiempo que, al igual que las ondas que produce una piedra en el agua, se propagan desde el origen a la velocidad de la luz acarreando valiosa información sobre los objetos que producen las ondas y sobre la naturaleza de la gravedad.

“El decaimiento orbital observado es debido a las fuerzas de marea que actúan en el sistema y a la contribución puramente relativista. El acercamiento de las dos componentes hace que estas sigan una trayectoria espiral emitiendo ondas gravitacionales que podrán ser detectadas en el futuro por la misión espacial LISA. La contribución relativista en la reducción del período orbital es del orden del 98% del total –señala Antonio Claret (IAA-CSIC)–. Además, hemos calculado tanto las distorsiones causadas por las enormes fuerzas de marea como la distribución de brillo de las enanas blancas, que presentan una forma elipsoidal”.

El trabajo ha permitido también atisbar el futuro del sistema. El decaimiento orbital, que provoca un acercamiento progresivo de ambas estrellas, irá reduciendo el tiempo que tardan en girar en torno al centro de masas común. Cuando ese periodo baje de veinte a catorce minutos comenzará a producirse una transferencia de masa entre las estrellas, y bien terminarán fusionándose, emitiendo una gran cantidad de energía, o formando un sistema de variables cataclísmicas, en las que la transferencia de materia produce intensos picos de variabilidad.

Referencia:

K. B. Burdge et al. «Orbital Decay in a 20 Minute Orbital Period Detached Binary with a Hydrogen Poor Low Mass White Dwarf«. The Astrophysical Journal Letters, ApJL 886 L12 (2019). DOI: 10.3847/2041-8213/ab53e5

Últimas noticias publicadas Ver más

12 Abr 2024
Detectan la fusión entre una estrella de neutrones y un objeto desconocido
Más ligero que un agujero negro, pero más pesado que una estrella de neutrones. Así es el misterioso objeto que se ha fusionado con una de estas estrellas, según la onda gravitacional registrada por los detectores de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA, en la que participa la Universidad de las Islas Baleares. El anuncio coincide con la reanudación de las operaciones de detección de este equipo internacional.
Leer más
11 Abr 2024 | Internacional
Continúa la búsqueda de vida en Marte con ExoMars 2028
Thales Alenia Space acaba de firmar un contrato con la Agencia Espacial Europea para reanudar el desarrollo de la misión que llevará un rover europeo a Marte en busca de señales de vida. ExoMars 2028 constituye un reto científico y tecnológico sin precedentes por el uso de materiales innovadores para la protección térmica a la hora de entrar en la atmósfera marciana y por el desarrollo de software para el sistema de navegación, control y aterrizaje en la superficie del planeta rojo.
Leer más
09 Abr 2024 | Internacional
Así fue el eclipse solar que encadiló a Norteamérica
Millones de personas en México, Estados Unidos y Canadá pudieron disfrutar este lunes de este espectáculo astronómico único. En algunas zonas de nuestro país solo se pudo ver de forma parcial pero ya tenemos marcada en el calendario el 12 de agosto de 2026, fecha en la que tendrá lugar el próximo eclipse solar total.
Leer más