Un estudio sugiere que las estrellas más brillantes y más calientes, tienen relaciones de estrecha proximidad, violenta y turbulenta.

Un nuevo estudio utilizando el Telescopio Grande de ESO (VLT) ha mostrado que la mayoría de las muy brillantes estrellas de gran masa, que impulsan la evolución de las galaxias, no viven solas. Casi tres cuartas partes de estas estrellas se las apañan para tener una estrella compañera cercana, mucho más frecuentemente de lo que se pensaba. Sorprendentemente la mayoría de estos pares también están experimentando interacciones perjudiciales, tales como la transferencia de masa de una estrella a la otra, y aproximadamente un tercio se espera incluso a fusionarse para formar finalmente una sola estrella. Los resultados se publican en la edición 27 de julio 2012 de la revista Science.

El Universo es un lugar diverso, y muchas estrellas son muy diferentes del Sol. Un equipo internacional ha utilizado el VLT para estudiar lo que se conoce como estrellas tipo O, que tienen muy alta temperatura, masa y brillo [1] . Estas estrellas tienen una vida corta y violenta y desempeñan un papel clave en la evolución de las galaxias. También están vinculadas a los fenómenos extremos, tales como "estrellas vampiro", donde una estrella compañera más pequeña chupa la materia de la superficie de su vecina más grande, y se producen estallidos de rayos gamma.

" Estas estrellas son gigantes absolutas ", dice Hugues Sana (Universidad de Amsterdam, Países Bajos), el autor principal del estudio. "Ellos tienen 15 o más veces la masa de nuestro Sol y puede ser de hasta un millón de veces más brillante. Estas estrellas son tan calientes que brillan con una brillante luz azul-blanca y tienen temperaturas superficiales de más de 30 000 grados centígrados. "

Los astrónomos estudiaron una muestra de 71 estrellas tipo O y las estrellas individuales de dos en dos (binarios) en seis grupos de estrellas jóvenes cercanas de la Vía Láctea. La mayoría de las observaciones de su estudio se han obtenido utilizando los telescopios de ESO, incluido el VLT.

Al analizar la luz que proviene de estos objetivos [2] con mayor detalle que antes, el equipo de trabajo descubrió que el 75% de todas las estrellas de tipo O existen dentro de sistemas binarios, en una proporción más alta que la que se pensaba anteriormente, y la primera determinación  con precisión de este número. Más importante, sin embargo, es que encontraron que la proporción de estas parejas que se encuentran lo suficientemente cerca para interactuar (a través de fusiones estelares o de transferencia de masa de estrellas de como si fueran vampiros) es mucho mayor de lo que nadie había pensado, lo cual tiene profundas implicaciones para nuestra comprensión de la Evolución de las Galaxias.

Estrellas tipo O son apenas una fracción de un por ciento de las estrellas en el Universo, pero los fenómenos de violencia asociados con ellos significa que tienen un efecto desproporcionado en su entorno. Los vientos y las descargas provenientes de estas estrellas pueden tanto disparar y detener la formación de estrellas, afectando a las competencias de radiación del resplandor de las nebulosas brillantes, las supernovas enriquecen las galaxias con los elementos pesados ​​esenciales para la vida, y están asociadas con los estallidos de rayos gamma, que están incluidos entre los fenómenos más energéticos del universo. Las estrellas tipo O, por lo tanto están implicadas en muchos de los mecanismos que impulsan la evolución de las galaxias.

" La vida de una estrella se ve muy afectada si es que existe junto a otra estrella, "dice Selma visón de (Space Telescope Science Institute, EE.UU.), co-autor del estudio. " Si dos estrellas orbitan muy cerca una de otra pueden llegar a fusionarse. Pero incluso si no lo hacen, una estrella a menudo concentra la absorción de la materia de la superficie de su vecina."

Las fusiones entre las estrellas, según las estimaciones del equipo de trabajo, será el destino final de alrededor del 20 al 30% de las estrellas tipo O. Pero incluso el escenario de las estrellas vampiro, que representa un 40-50% más de los casos, tiene efectos profundos en la forma en que evolucionan las estrellas.

Hasta ahora, los astrónomos en su mayoría, consideraban que las estrellas con grandes masas que orbitan cerca de  forma binaria eran la excepción, algo que sólo era necesario  explicar sobre los fenómenos exóticos como binarias de rayos X, púlsares dobles y un agujero negro binario. El nuevo estudio muestra que para interpretar correctamente el Universo, esta simplificación no se puede hacer: las estrellas dobles, de peso pesado, no sólo están juntas, sino que sus vidas son fundamentalmente diferentes de las estrellas individuales.

Por ejemplo, en el caso de las estrellas vampiro, la más pequeña, la estrella de menor masa, es rejuvenecida, ya que succiona el hidrógeno fresco de su compañera. Su masa se ​​incrementará sustancialmente y sobrevivirá a su compañera, sobrevivirá mucho más tiempo que una sola estrella de la misma masa. La estrella víctima, por su parte, es despojada de su envoltura antes de que tenga la oportunidad de convertirse en una super gigante roja luminosa. En cambio, su núcleo caliente, exhibe una coloración azul. Como resultado, la población estelar de una galaxia lejana puede parecer mucho más joven de lo que realmente es: tanto las estrellas rejuvenecidas de vampiros, y la disminución de las estrellas víctimas más calientes, en color azul, imitando el aspecto de estrellas más jóvenes. El conocimiento de la verdadera proporción de la interacción de la gran cantidad de estrellas binarias, es crucial para caracterizar correctamente estas galaxias lejanas. [3]

" La única información que los astrónomos tienen en las galaxias distantes es mediante la luz que llega a nuestros telescopios. Sin hacer suposiciones sobre este punto de vista, no podemos sacar conclusiones acerca de la galaxia, como la forma masiva o lo joven que es. Este estudio muestra que el supuesto frecuente de que la mayoría de las estrellas son solitarias, solo puede conducir a conclusiones erróneas ", concluye Hugues Sana.

La comprensión de cómo estos efectos son tan abundantes, y en qué medida esta nueva perspectiva va a cambiar nuestro punto de vista de la evolución galáctica, necesita todavía más trabajo. El modelado de estrellas binarias es complicado, así que se necesitará más tiempo antes de que todas estas consideraciones se incluyan en los modelos admitidos de formación de las galaxias.

Notas

[1] La mayoría de las estrellas se clasifican según su tipo espectral, o su color. Esto a su vez está relacionado con la masa de las estrellas y la temperatura de su superficie. A partir de un color azul (si más caliente, más grande es su masa), al rojo (si más fría, menor es su masa), la secuencia de clasificación más común es O, B, A, K, M, G y M. Las estrellas tipo O tienen temperaturas de la superficie de alrededor de 30 000 grados centígrados o más, y aparecerá su color azul pálido brillante. Tienen una masa de 15 o más veces la masa del Sol.

[2] Las estrellas binarias suelen estar demasiado cerca una de otra para ser vistas directamente como puntos separados de luz. Sin embargo, el equipo de trabajo fue capaz de detectar su naturaleza binaria utilizando el VLT ultravioleta y visible Espectrógrafo Echelle (UVES). Los espectrógrafos reciben un haz de luz de las estrellas muy parecido a un prisma que descompone la luz del Sol en un arco iris. Como si estuviera impreso en la luz de las estrellas de forma sutil, como si se tratase de patrones de código de barras causados por los elementos, en las atmósferas de estrellas se oscurecen los colores de luces específicas. Cuando los astrónomos observan esas estrellas de forma individual, estas líneas de absorción son fijas, pero binarias, las líneas de las dos estrellas están ligeramente desplazadas de una respecto a la otra por el movimiento de las estrellas. La medida en que estas líneas se compensan entre sí y la forma en que se mueven a través del tiempo permiten a los astrónomos para determinar el movimiento de las estrellas, y por lo tanto sus características orbitales, incluyendo si están lo suficientemente cerca entre sí para el intercambio de masa o incluso para fusionarse.

[3] La existencia de este gran número de estrellas vampiro, se ajusta bien al fenómeno previamente explicado. Alrededor de un tercio de las estrellas que explotan como supernovas se observó que el hidrógeno sorprendentemente es poco abundante en ellas. Sin embargo, la proporción de hidrógeno en las supernovas es tan elevado como la proporción de estrellas vampiro encontradas en este estudio. Se supone que las estrellas vampiro sean la causa de la pobreza en hidrógeno, como las supernovas en sus víctimas, ya que las capas exteriores ricas en hidrógeno se desprenden por la gravedad de la estrella vampiro antes de que la estrella víctima tenga la oportunidad de explotar como una supernova.

OBSERVATORIO EUROPEO DEL SUR