Los sistemas estelares binarios eclipsantes son relativamente comunes en nuestro Universo. Para el observador casual, estos sistemas se ven como una sola estrella, pero en realidad están compuestos de dos estrellas que orbitan juntas. El estudio de estos sistemas ofrece a los astrónomos la oportunidad de medir directamente las propiedades fundamentales (es decir, las masas y los radios) de estos componentes estelares respectivos.
Recientemente, un equipo de astrónomos brasileños observó una vista rara en la Vía Láctea: un binario eclipsante compuesto por una enana blanca y una enana marrón de baja masa. Aún más inusual fue el hecho de que el ciclo de vida de la enana blanca parecía haber sido interrumpido prematuramente por su compañera enana marrón, lo que causó su muerte prematura al desviar lentamente el material y "matarlo de hambre".
Recientemente se publicó el estudio que detallaba sus hallazgos, titulado "HS 2231 + 2441: un sistema HW Vir compuesto por una enana blanca de baja masa y una enana marrón". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. El equipo fue dirigido por Leonardo Andrade de Almeida, becario postdoctoral del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la Universidad de São Paulo (IAG-USP), junto con miembros del Instituto Nacional de Investigación Espacial (MCTIC), y el Universidad Estatal de Feira de Santana.
En aras de su estudio, el equipo realizó observaciones de un sistema estelar binario entre 2005 y 2013 utilizando el Observatorio Pico dos Dias en Brasil. Luego, estos datos se combinaron con información del Telescopio William Herschel, que se encuentra en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. Este sistema, conocido como HS 2231 + 2441, consiste en una estrella enana blanca y una compañera enana marrón.
Las enanas blancas, que son la etapa final de las estrellas intermedias o de baja masa, son esencialmente lo que queda después de que una estrella ha agotado su combustible de hidrógeno y helio y se ha desprendido de sus capas externas. Una enana marrón, por otro lado, es un objeto subestelar que tiene una masa que lo coloca entre el de una estrella y un planeta. Encontrar un sistema binario que consta de ambos objetos juntos en el mismo sistema es algo que los astrónomos no ven todos los días.
Como Leonardo Andrade de Almeida explicó en un comunicado de prensa de FAPESP, “Este tipo de binario de baja masa es relativamente raro. Solo se han observado unas pocas docenas hasta la fecha.
Este par binario en particular consiste en una enana blanca que es entre veinte y treinta por ciento de la masa del Sol - 28,500 K (28,227 ° C; 50,840 ° F) - mientras que la enana marrón es aproximadamente 34-36 veces la de Júpiter. Esto hace que HS 2231 + 2441 sea el sistema binario eclipsante menos masivo estudiado hasta la fecha.
En el pasado, la primaria (la enana blanca) era una estrella normal que evolucionó más rápido que su compañera, ya que era más masiva. Una vez que agotó su combustible de hidrógeno, se formó un núcleo que quema helio. En este punto, la estrella estaba en camino de convertirse en un gigante rojo, que es lo que sucede cuando las estrellas similares al Sol salen de su fase de secuencia principal. Esto se habría caracterizado por una expansión masiva, con un diámetro superior a 150 millones de km (93,2 millones de millas).
En este punto, Almeida y sus colegas concluyeron que comenzó a interactuar gravitacionalmente con su secundaria (la enana marrón). Mientras tanto, la enana marrón comenzó a sentirse atraída y engullida por la atmósfera de la primaria (es decir, su envoltura), lo que le hizo perder el impulso angular orbital. Finalmente, la poderosa fuerza de atracción superó la fuerza gravitacional manteniendo la envoltura anclada a su estrella.
Una vez que esto sucedió, las capas externas de la estrella primaria comenzaron a eliminarse, exponiendo su núcleo de helio y enviando cantidades masivas de materia a la enana marrón. Debido a esta pérdida de masa, el remanente efectivamente murió, convirtiéndose en una enana blanca. La enana marrón comenzó a orbitar a su enana blanca primaria con un corto período orbital de solo tres horas. Como explicó Almeida:
"Esta transferencia de masa de la estrella más masiva, el objeto primario, a su compañero, que es el objeto secundario, fue extremadamente violenta e inestable, y duró poco tiempo ... El objeto secundario, que ahora es una enana marrón, debe también adquirió algo de materia cuando compartió su sobre con el objeto primario, pero no lo suficiente como para convertirse en una nueva estrella ".
Esta situación es similar a lo que los astrónomos notaron el verano pasado mientras estudiaban el sistema estelar binario conocido como WD 1202-024. Aquí también, se descubrió una compañera enana marrón orbitando una primaria enana blanca. Además, el equipo responsable del descubrimiento indicó que la enana marrón probablemente se acercó a la enana blanca una vez que entró en su fase de Rama Gigante Roja (RGB).
En este punto, la enana marrón despojó al primario de su atmósfera, exponiendo el núcleo remanente de enana blanca. Del mismo modo, la interacción del primario con un compañero enano marrón causó la muerte estelar prematura. El hecho de que dos de estos descubrimientos hayan sucedido en un corto período de tiempo es bastante fortuito. Teniendo en cuenta la edad del Universo (que tiene aproximadamente 13.8 mil millones de años), los objetos muertos solo se pueden formar en sistemas binarios.
Solo en la Vía Láctea, aproximadamente el 50% de las estrellas de baja masa existen como parte de un sistema binario, mientras que las estrellas de alta masa existen casi exclusivamente en pares binarios. En estos casos, aproximadamente las tres cuartas partes interactuarán de alguna manera con un compañero, intercambiando masa, acelerando sus rotaciones y, finalmente, fusionándose.
Como indicó Almeida, el estudio de este sistema binario y de otros similares podría ayudar seriamente a los astrónomos a comprender cómo se forman los objetos calientes y compactos como las enanas blancas. "Los sistemas binarios ofrecen una forma directa de medir el parámetro principal de una estrella, que es su masa", dijo. "Es por eso que los sistemas binarios son cruciales para nuestra comprensión del ciclo de vida de las estrellas".
Solo en los últimos años se descubrieron estrellas enanas blancas de baja masa. Encontrar sistemas binarios donde coexistan con enanas marrones, esencialmente estrellas fallidas, es otra rareza. Pero con cada nuevo descubrimiento, aumentan las oportunidades para estudiar la gama de posibilidades en nuestro Universo.
