El colapso de las enanas blancas (nuevo avance del proyecto Gaia)

Las enanas blancas alguna vez fueron estrellas normales similares al Sol, pero luego colapsaron después de agotar todo su combustible.

Las enanas blancas alguna vez fueron estrellas normales similares al Sol, pero luego colapsaron después de agotar todo su combustible. Históricamente, estos restos interestelares han sido difíciles de estudiar. Sin embargo, un estudio reciente de la Universidad de Lund en Suecia revela nueva información sobre los patrones de movimiento de estas desconcertantes estrellas.

Las enanas blancas son estrellas muy pequeñas y calientes, pero de masas comparables a la del Sol. Típicamente su radio es del orden de una centésima parte del radio solar, su temperatura unos 10.000 K (por lo que se ven de color blanco) y su masa la mitad del Sol. No obstante, al ser tan pequeñas, su brillo total es también escaso y son difíciles de observar.

Las enanas blancas representan la fase última de la existencia de las estrellas similares al Sol. Algún día, al agotar toda su energía nuclear, el Sol comenzará a colapsar y brillará solo por la energía que genere al contraerse (a diferencia de su estado actual, en que brilla por la energía nuclear liberada en su centro). Conforme se contraiga, su brillo irá decreciendo. El destino de una enana blanca, pues, es ir enfriándose y apagándose lentamente, mientras su densidad aumenta.

Su densidad llega a ser enorme: un pedazo de materia del centro de una enana blanca del tamaño de un terrón de azúcar pesaría fácilmente cien toneladas en la superficie terrestre. A tales densidades se producen efectos físicos muy complejos que no podemos reproducir en nuestros laboratorios, lo que convierte las enanas blancas en objetos de estudio muy interesantes.

La única forma que tiene una enana blanca de escapar a su destino consiste en incorporar materia nueva por acreción (procedente, por ejemplo, de una estrella compañera). Si esto ocurre la enana blanca puede llegar a sufrir una explosión de nova, o incluso de supernova, lo que la destruirá por completo.

Después de miles de millones de años, las enanas blancas se enfriará hasta un punto en el que dejarán de emitir luz visible y se convertirán en las llamadas enanas negras.

La primera enana blanca que se descubrió fue 40 Eridani A. Es un cuerpo celeste brillante a 16,2 años luz de la Tierra, rodeado por un sistema binario que consiste en la enana blanca 40 Eridani B y la enana roja 40 Eridani C. Desde que fue descubierto en 1783, los astrónomos han tratado de aprender más sobre las enanas blancas para obtener una comprensión más profunda de la historia evolutiva de nuestra galaxia natal.

En un estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un equipo de investigación puede presentar nuevos hallazgos sobre cómo se mueven las estrellas colapsadas.

“Gracias a las observaciones del telescopio espacial Gaia, por primera vez hemos logrado revelar la distribución de velocidad tridimensional del mayor catálogo de enanas blancas hasta la fecha. Esto nos da una imagen detallada de su estructura de velocidad con un detalle sin precedentes”, dice Daniel Mikkola, estudiante de doctorado en astronomía en la Universidad de Lund.

Desde que el telescopio espacial Gaia fue lanzado en 2013 ha estado enviando información diaria desde una distancia de un millón y medio de kilómetros detrás de la Tierra, en dirección contraria al Sol, y donde el campo visual está más despejado porque hay menos polvo cósmico que en el centro de la galaxia.

Los científicos de la misión han bautizado este punto cerca de uno de los extremos de la Galaxia como el "anticentro", la dirección diametralmente opuesta al centro de la galaxia en el firmamento.

Una red de pequeños y medianos telescopios está monitorizando a Gaia a diario para determinar su posición en el firmamento. Estos datos se envían al Centro de Operaciones Espaciales de la ESA para reconstruir la órbita del satélite, lo que permite determinar su posición con una precisión de 150 metros, y su desplazamiento con un margen de 2.5 mm/s.

Gracias a Gaia, los investigadores han medido las posiciones y velocidades de alrededor de 1500 millones de estrellas. Pero sólo recientemente han podido enfocarse completamente en las enanas blancas en el vecindario Solar.

“Hemos logrado mapear las velocidades y los patrones de movimiento de las enanas blancas. Gaia reveló que hay dos secuencias paralelas de enanas blancas al observar su temperatura y brillo. Si los estudiamos por separado, podemos ver que se mueven de diferentes maneras, probablemente como consecuencia de que tienen diferentes masas y tiempos de vida”, dice Mikkola.

A través de un mayor conocimiento de las enanas blancas, los investigadores esperan poder aclarar una serie de interrogantes que rodean el nacimiento de la Vía Láctea.

“Este estudio es importante porque aprendimos más sobre las regiones más cercanas de nuestra galaxia. Los resultados también son interesantes porque nuestra propia estrella, el Sol, algún día se convertirá en una enana blanca como el 97 por ciento de todas las estrellas de la Vía Láctea”, concluye Mikkola.

Referencias:

Daniel Mikkola. et al. The velocity distribution of white dwarfs in Gaia EDR3. Cornell University.2022. https://doi.org/10.48550/arXiv.2202.07672
 
Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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