Cómo es la estrella enana blanca que da pistas de cómo sería el final de nuestro Sol

Esta semana, un grupo de astrónomos ha descubierto lo que es solo el segundo ejemplo de un púlsar enano blanco, después del descubierto en 2016.

Las enanas blancas son estrellas pequeñas y densas, típicamente del tamaño de un planeta, que se forma cuando una estrella de poca masa ha quemado todo su combustible, perdiendo sus capas exteriores. A veces denominados “fósiles estelares”, ofrecen información sobre diferentes aspectos de la formación y evolución estelar.

Astrónomos de la Universidad de Warwick, en Reino Unido han publicado este descubrimiento en la revista Nature Astronomy, y confirman que este raro remanente estelar está girando rápidamente y, al hacerlo, arroja poderosos rayos de partículas eléctricas y radiación a una estrella compañera enana roja, lo que hace que todo el sistema se desvanezca y brille dramáticamente durante períodos regulares.

Se cree que esta actividad púlsar está impulsada por fuertes campos magnéticos, pero los científicos no están seguros de qué los causa. Una explicación es un modelo que sugiere que las enanas blancas tienen dinamos en su núcleo como el de la Tierra, que genera su magnetosfera, aunque en una versión mucho más poderosa. Estudiar el sistema podría confirmar este mecanismo y también podría otorgar a los científicos nuevos conocimientos sobre la evolución estelar.

“El origen de los campos magnéticos es una gran pregunta abierta en muchos campos de la astronomía, y esto es particularmente cierto para las estrellas enanas blancas”, dijo en un comunicado la investigadora del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, Ingrid Pelisoli. “Los campos magnéticos en las enanas blancas pueden ser más de un millón de veces más fuertes que el campo magnético del sol, y el modelo de dínamo ayuda a explicar por qué. El descubrimiento de J1912-4410 supuso un paso fundamental en este campo”, indicó.

Las enanas blancas se forman cuando las estrellas con masas similares a la del sol y hasta siete veces mayores se quedan sin combustible nuclear, y sus núcleos ya no pueden sostenerse contra el colapso gravitatorio. A medida que los núcleos estelares colapsan, estas estrellas arrojan su capa exterior de material que se hincha hasta 100 veces el ancho de la estrella progenitora. Esto se conoce como la fase gigante roja. El núcleo se enfría durante millones de años a medida que este material exterior se extiende y se dispersa, dejando atrás un remanente estelar llamado enana blanca.

Nuestro sol sufrirá este proceso en alrededor de 4.500 millones de años, expandiéndose alrededor de la órbita de Marte, consumiendo los planetas interiores, incluida la Tierra. Nuestra estrella entonces terminará su vida como una enana blanca humeante en un sistema solar moribundo.

Algunas enanas blancas se encuentran en sistemas que permanecen dinámicos incluso después de la agonía estelar que las crea, especialmente cuando tienen una estrella compañera. Un ejemplo de esto es el púlsar enano blanco recientemente detectado, J191213.72–441045.1 (J1912–4410), el segundo sistema de este tipo que se encuentra después del descubrimiento de AR Scorpii (AR Sco) en 2016.

Ubicada a unos 773 años luz de nuestro sistema solar, esta púlsar enana blanca tiene una masa aproximada a la del Sol en un ancho alrededor de la de la Tierra. Está girando alrededor de 300 veces más rápido que nuestro planeta. Solo una cucharadita de material de esta enana blanca pesaría 15 toneladas, unas cuatro veces más que un hipopótamo. Las enanas blancas pierden calor a medida que envejecen, y la temperatura relativamente fría de este J1912-4410 indica que tiene una edad avanzada.

“El origen de los campos magnéticos es una gran pregunta abierta en muchos campos de la astronomía, y esto es particularmente cierto para las estrellas enanas blancas. Los campos en las enanas blancas pueden ser más de un millón de veces más fuertes que el campo magnético del Sol, y el modelo de dínamo ayuda a explicar por qué. El descubrimiento de J1912-4410 supuso un paso fundamental en este campo”, afirmó Pelisoli.

Y agregó: “Usamos datos de algunas encuestas diferentes para encontrar candidatos, enfocándonos en sistemas que tenían características similares a AR Sco. Seguimos a los candidatos con Ultracam, que detecta las variaciones de luz muy rápidas que se esperan de los púlsares enanos blancos. Después de observar un par de docenas candidatos, encontramos uno que mostró variaciones de luz muy similares a AR Sco. Nuestra campaña de seguimiento con otros telescopios reveló que cada cinco minutos más o menos, este sistema enviaba una señal de radio y rayos X en nuestra dirección”.

“Esto confirmó que hay más enanas blancas púlsar, como predijeron los modelos anteriores. El modelo de dínamo hizo otras predicciones, que fueron confirmadas por el descubrimiento de J1912-4410″, sostuvo.

Y concluyó: “Debido a su vejez, las enanas blancas en el sistema púlsar deberían ser frías. Sus compañeras deberían estar lo suficientemente cerca como para que la atracción gravitatoria de la enana blanca en el pasado era lo suficientemente fuerte como para capturar la masa de la compañera, y esto hace que giren rápidamente”.

Todas esas predicciones fueron confirmadas por J1912-4410, con la enana blanca teniendo una temperatura por debajo de los 13 000 grados Celsius, que es mucho más fría que la temperatura promedio de la enana blanca de alrededor de 100 000 grados Celsius.

El equipo también encontró que J1912–4410 gira sobre su eje una vez cada cinco minutos, y la atracción gravitacional de la enana blanca tiene un fuerte efecto en la estrella compañera, también en línea con lo que los científicos esperaban ver. “Esta investigación es una excelente demostración de que la ciencia funciona: podemos hacer predicciones y ponerlas a prueba, y así es como progresa cualquier ciencia”, finalizó Pelisoli.

Seguir leyendo: