Crédito de imagen: Hubble
Una nueva investigación del Telescopio Espacial Hubble indica que la mayoría de las grandes estrellas Wolf-Rayat moribundas tienen una estrella compañera más pequeña que orbita cerca. Las estrellas Wolf-Rayat comienzan al menos 20 veces la masa del Sol, duran solo unos pocos millones de años y luego explotan como supernovas. Ahora se cree que estas estrellas y sus compañeras transfieren masa mientras se orbitan entre sí.
La mayoría de las estrellas masivas y brillantes pero moribundas "Wolf-Rayet" tienen compañía, una estrella compañera más pequeña que orbita cerca, según nuevas observaciones utilizando el telescopio espacial Hubble. El resultado ayudará a los astrónomos a comprender cómo evolucionan las estrellas más grandes del Universo. También puede resolver el misterio de las estrellas imposiblemente masivas, y pone en duda un cierto tipo de estimación de distancia que utiliza el brillo aparente de la luz de las estrellas.
Las estrellas Wolf-Rayet (WR) comienzan la vida como titanes cósmicos, con al menos 20 veces la masa del Sol. Viven rápido y mueren duro, explotando como supernova y lanzando grandes cantidades de elementos pesados al espacio para su uso en generaciones posteriores de estrellas y planetas. "Le digo a la gente que estudio las estrellas que producen una gran cantidad de carbono en sus cuerpos y el oro en sus joyas", dice la Dra. Debra Wallace del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, Greenbelt, Maryland. "Comprender cómo evolucionan las estrellas Wolf-Rayet es un eslabón crítico en la cadena de eventos que finalmente llevó a la vida ". Wallace es el autor principal de artículos sobre esta investigación que se publicarán en el Astronomical Journal y el Astrophysical Journal.
Para cuando estas estrellas están cerca del final de sus breves vidas, durante la fase "Wolf-Rayet", están fusionando elementos pesados en sus núcleos en un intento frenético para evitar colapsar bajo su propia masa inmensa. Esto genera calor intenso y radiación que impulsa vientos estelares feroces de 2.2 millones a 5.4 millones de millas por hora (3.6 millones a 9 millones de km / h) característicos de las estrellas WR (Imagen 1). Estos vientos soplan de las capas externas de las estrellas WR, reducen en gran medida su masa y comprimen las nubes interestelares cercanas, desencadenando su colapso gravitacional e iniciando una nueva generación de estrellas.
Debido a que las distancias cósmicas son tan grandes, lo que aparece como una sola estrella, incluso cuando se ve a través de grandes telescopios (Imagen 2), en realidad puede ser dos o más estrellas orbitando entre sí (Imágenes 3 y 4). En la nueva investigación, Wallace y su equipo utilizaron el poder de resolución superior de la Cámara Planetaria en el instrumento de la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2 a bordo del Hubble para identificar nuevas estrellas compañeras potenciales para 23 de 61 estrellas WR en nuestra galaxia. Aunque las estrellas compañeras aparentes necesitan ser confirmadas con una técnica de análisis de luz llamada espectroscopia, el equipo fue conservador al declarar estrellas compañeras cercanas.
"La porción de estrellas Wolf-Rayet que tienen estrellas compañeras identificadas visualmente se amplió del 15 por ciento antes del Hubble al 59 por ciento con nuestras observaciones, que incluyeron una cuarta parte de las estrellas WR conocidas en nuestra galaxia", dijo Wallace. "No me sorprendería si las futuras observaciones revelan compañeros alrededor de un porcentaje aún mayor de ellos".
La presencia de una estrella compañera debería influir significativamente en la evolución de estas estrellas, según el equipo. Una de las muchas influencias posibles es la transferencia de masa. Si las estrellas se unen en algún punto de sus órbitas, su interacción gravitacional podría hacer que una transfiera gas a la otra, alterando significativamente sus masas con el tiempo. Dado que las estrellas más masivas consumen su combustible mucho más rápido que las estrellas menos masivas, dicha transferencia de masa podría cambiar significativamente sus vidas. Otras influencias incluyen órbitas alteradas, tasas de rotación o tasas de pérdida de masa a través del tirón de su gravedad y el impacto de los vientos estelares. "Los astrónomos asumieron que las estrellas Wolf-Rayet eran solteras cuando intentaban calcular cómo evolucionaban, pero estamos descubriendo que la mayoría tiene compañía", dijo Wallace. "Es como pensar que la vida de casado será lo mismo que la vida de soltero. Una estrella compañera tiene que cambiar la vida de estas estrellas de alguna manera ".
Dado que lo que se ve como una estrella puede ser de hecho dos o incluso más, es posible que se tengan que revisar hacia abajo las estimaciones de masa estupendas de más de cien veces la del Sol para ciertas estrellas. "Esto realmente ayuda a aclarar un aparente misterio, porque los astrónomos creen que hay un límite en cuanto a cuán grande puede ser una estrella", dijo Wallace. “Cuanto más masiva es una estrella, más rápido consume su combustible y más brillante brilla. Por encima de unas 100 masas solares, una estrella esencialmente debería estallar a sí misma a través de su intensa radiación ".
El resultado también hace que una técnica común para estimar distancias a estas estrellas sea más incierta. Para obtener una estimación de la distancia a una estrella, se obtiene el tipo espectral de la estrella, un análisis de la luz de la estrella que revela sus características únicas, como una huella digital. Para un tipo espectral dado, se conoce la luminosidad absoluta promedio de la estrella (qué tan brillante sería si estuviera a cierta distancia, 32.6 años luz de distancia). Al medir su luminosidad aparente (cuán brillante parece ser en su distancia real, pero desconocida), se puede usar la relación entre su luminosidad aparente y absoluta para determinar la distancia real. Si realmente hay dos (o más) estrellas allí que no ves, la estrella WR parecerá más brillante de lo que debería por su tipo espectral y su distancia real, lo que hace que la distancia se desestime.
El equipo incluye a Wallace; Dr. Douglas R. Gies, del Departamento de Física y Astronomía, Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, D? Partement de Physique, Universit? de Montr? al, Quebec, Canadá; y Michael M. Shara, Departamento de Astrofísica, Museo Americano de Historia Natural, Nueva York, Nueva York. La investigación fue financiada por la NASA.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
