Impresión artística de dos enanas blancas en proceso de fusión.
(Imagen: © Universidad de Warwick / Mark Garlick)
Un gigante enano blanco La estrella puede ser la descendencia de una colisión entre otras dos enanas blancas, según un nuevo estudio.
El nuevo hallazgo sugiere que podrían existir otras enanas blancas ultramasivas con orígenes similares; Esto puede ayudar a arrojar luz sobre cuán masivo debe ser una enana blanca para explotar en un supernova, dijeron los científicos detrás de la nueva investigación.
Las enanas blancas son los núcleos tenues, desvaídos, del tamaño de la Tierra de las estrellas muertas que quedan después de que las estrellas de tamaño medio hayan agotado su combustible y hayan desprendido sus capas externas. Nuestro Sol algún día se convertirá en una enana blanca, al igual que más del 90% de las estrellas en nuestra galaxia.
Los científicos estudiaron una enana blanca conocida como WDJ0551 + 4135, que se encuentra a unos 150 años luz de la Tierra. Hallazgos recientes de la Agencia Espacial Europea Telescopio Gaia sugirió que este objeto podría ser una enana blanca excepcionalmente masiva. Para aprender más sobre esta estrella muerta inusual, los científicos la analizaron utilizando datos del telescopio William Herschel en las Islas Canarias.
Al examinar el espectro de colores en la luz emitida por la enana blanca, los astrónomos pudieron identificar los químicos dentro de la estrella. Inesperadamente, los investigadores encontraron un alto nivel de carbono en la atmósfera del objeto, que los científicos nunca habían visto antes en las enanas blancas.
"Una enana blanca tiene una estructura interna como una cebolla, ya que está en capas", dijo a Space.com el autor principal del estudio Mark Hollands, astrofísico de la Universidad de Warwick en Inglaterra. "En el núcleo de la enana blanca, la mayor parte de su masa está hecha de carbono y oxígeno, y luego generalmente tienes una capa de helio encima y luego una capa de hidrógeno. Entonces, cuando apuntas un telescopio a un blanco enano, solo estás viendo las capas externas ".
Esa estructura significa que los científicos que estudian enanas blancas normalmente solo se ve hidrógeno o solo helio, o tal vez una mezcla de helio y carbono. Pero eso no es lo que Hollands y sus colegas vieron en esta enana blanca.
"Nunca esperas ver el hidrógeno y el carbono mezclados en una enana blanca; debería haber una capa de helio que los mantenga separados", dijo Hollands. "Eso fue realmente extraño y muy sorprendente y planteó la gran pregunta de cómo pudo haber sucedido".
Hollands y sus colegas dijeron que tienen una solución a este rompecabezas: la extraña estructura se originó cuando otras dos enanas blancas se estrellaron y sus entrañas se mezclaron, escribieron los científicos. Pero la nueva enana blanca masiva no era lo suficientemente grande como para desencadenar una supernova, dejando intacta la estrella extrañamente grande.
Para los investigadores, una pista clave de este misterio fue la masa de esta enana blanca. La mayoría de las enanas blancas son aproximadamente 0.6 veces la masa del sol, pero WDJ0551 + 4135 es casi el doble de la masa promedio de las enanas blancas, a 1.14 masas solares, todas compactadas en un espacio de solo dos tercios del diámetro de la Tierra.
Otra pista es la edad aparente de esta enana blanca. Las enanas blancas más viejas generalmente son más frías y orbitan el centro de la Vía láctea más rápido que sus contrapartes más jóvenes, porque han perdido más calor con el tiempo y han experimentado más interacciones gravitacionales con otras estrellas que las aceleran. Sin embargo, WDJ0551 + 4135 se mueve más rápido que el 99% de otras enanas blancas cercanas que tienen aproximadamente la misma temperatura, lo que sugiere que una de estas dos mediciones de edad estaba sesgada.
Los investigadores sabían que WDJ0551 + 4135 tenía una composición extraña, una masa dos veces mayor que la enana blanca promedio y una edad que parecía relativamente joven si uno miraba el calor de la estrella, pero relativamente viejo si uno miraba sus movimientos. Los astrónomos se dieron cuenta de que un evento podría explicar todos estos misterios: WDJ0551 + 4135 se formó cuando dos enanas blancas colisionaron, calentando la enana blanca resultante y reiniciando su proceso de enfriamiento.
"Aunque hay muchas pruebas de que se producen tales fusiones, incluidos ejemplos en galaxias distantes, elegir una enana blanca y decir que esta es una fusión es bastante difícil", dijo Hollands. "Este es solo uno de los pocos casos en los que ha sido posible hacer eso y el único identificado a través de su composición".
Los científicos dijeron que la fusión ocurrió hace unos 1.300 millones de años. Pero ese evento restableció la edad de enfriamiento de WDJ0551 + 4135, lo que dificulta determinar las edades de las dos enanas blancas originales, que podrían haber tenido miles de millones de años.
Hay unos pocos enanas blancas tan masivo como WDJ0551 + 4135, pero hay más enanas blancas masivas de lo que los modelos actuales de formación de enanas blancas podrían predecir, dijo Hollands, sugiriendo que algunos de estos podrían haberse formado a través de fusiones. Los investigadores dijeron que están particularmente entusiasmados con la visión que esta enana blanca y otras similares podrían proporcionar en la línea divisoria entre la enana blanca masiva y la supernova.
Los astrónomos también podrían aprender más sobre las entrañas de WDJ0551 + 4135 al examinar las pulsaciones sutiles en el brillo causadas por las ondas que viajan a través del interior de la estrella, dijo Hollands. Si los científicos pueden detectar múltiples ondas de diferentes frecuencias viajando a través de esta enana blanca, pueden aprender más sobre la estructura interior de la estrella. "Eso podría proporcionar información independiente sobre si esta estrella se formó a partir de una fusión", dijo Hollands.
Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el lunes (2 de marzo) en la revista Nature Astronomy.
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