Representación de la fusión de dos enanas blancas

Cuando las estrellas parecidas al Sol agotan su combustible se hinchan y forman gigantes rojas, estrellas moribundas que se están deshaciendo y expulsando ingentes cantidades de gas y polvo al espacio circundante. Pasado un tiempo su combustible se agota y finalmente su corazón queda desnudo y frío, incapaz de retener su envoltura, que se pierde como si fueran los vilanos de un diente de león. Se detienen las reacciones nucleares del interior y, con el tiempo, lo poco que queda de la estrella cristaliza en una gigantesca roca, tan grande como una Tierra y más o menos tan masiva como el Sol, que ni siquiera emite luz.

En la Vía Láctea hay tantas estrellas (varios cientos de miles de millones de ellas) que hay lugares en los que se puede encontrar el resultado del choque o fusión de dos enanas blancas. Esta semana, un grupo de astrónomos de la Universidad de Warwick (Reino Unido) han informado del hallazgo de una estrella, de nombre WDJ0551+4135, formada después de una de estas fusiones y situada a 150 años luz de distancia. En un principio pensaban que estaban ante una enana blanca normal y corriente, pero tanto su masa como su atmósfera han permitido deducir que se trata de lo que queda del «abrazo» entre dos de estos objetos. El avance se ha publicado en la revista « Nature Astronomy».

«Esta estrella resultó ser algo que no habíamos visto hasta ahora», ha explicado a ABC Mark Hollands, director del estudio e investigador en la Universidad de Warwick.

Las enanas blancas demasiado pesadas

En la galaxia existe una población de enanas blancas ultramasivas, que se cree que en su mayoría provienen de la fusión de dos enanas blancas. Se desconocen los detalles de estas fusiones, en la que los objetos, extremadamente compactos, acaban convergiendo en uno solo. Pero sí que se conoce que, a veces, cuando la masa combinada de ambas es lo suficientemente grande, pueden originar una supernova, una explosión capaz de emitir en un segundo tanta energía como el Sol en toda su vida. Por eso, estudiar estas enanas blancas es importante para comprender los procesos de fusión, la frecuencia de las supernovas de la galaxia y, en definitiva, la evolución de toda la Vía Láctea.

En esta ocasión, los astrónomos identificaron la estrella WDJ0551+4135 en el sondeo de Gaia, un telescopio de la Agencia Espacial Europea (ESA) que está haciendo un catálogo del 1% de todas las estrellas de la Vía Láctea. Los datos del telescopio espacial William Herschel permitieron reconocerla como uno de estos objetos ultramasivos. De hecho, descubrieron que tiene una masa de 1,14 soles (cuando la mayoría de las enanas blancas ronda las 0,6) y que tiene un diámetro un 33% inferior al de la Tierra. Esto hizo sospechar que se trataba del resultado de una fusión.

Al analizar el espectro de la luz procedente de WDJ0551+4135, descomponiendo la radiación como si fuera una firma distintiva, los astrofísicos pudieron estudiar la composición de sus capas más externas, el equivalente a una atmósfera. Así, obtuvieron otra prueba del peculiar origen de esta estrella: la ausencia de helio en su atmósfera. De hecho, ha sido la primera vez que se ha identificado una enana blanca ultramasiva con un análisis de su atmósfera.

Las capas de una gigantesca cebolla

«Una típica enana blanca tiene una estructura de cebolla», ha explicado Mark Hollands. «Suelen tener los elementos ligeros en la superficie y los más pesados a mayor profundidad, como consecuencia de la gravedad». En concreto, las enanas blancas suelen ser básicamente un núcleo denso de carbono y oxígeno (que acumulan el 99% de su masa), rodeados por un caparazón de helio (el 1% de su masa) y una capa de hidrógeno (el 0,01% de su masa), que se pueden mezclar entre ellos e incluso con el carbono de más abajo.

Pero la «cebolla» estelar llamada WDJ0551+4135 carece de helio en las capas exteriores: «Esto no es lo que esperamos encontrar en una estrella normal que evoluciona hasta una enana blanca», ha incidido el investigador. De hecho, los datos sobre su velocidad hace pensar que esta estrella es más antigua que otras compañeras, lo que refuerza la hipótesis de que proceda de un eventeo de fusión.

La fusión de las enanas blancas

¿Cómo fue esta fusión? Eva Villaver, astrofísica de la Universidad Autónoma de Madrid, experta en las fases finales de la muerte de las estrellas, ha explicado a ABC cómo pudo ocurrir: «El par binario –la pareja de estrellas– pierde energía gravitatoria orbital con el tiempo, de forma que se van acercando la una a la otra». De hecho, a medida que lo hacen, van disipando su energía en forma de ondas gravitacionales.

«Para que puedan fusionarse tienen que estar muy cerca, si no, el proceso seria mas lento que la edad del universo», ha añadido Villaver. Cuando están lo suficientemente cerca, comienzan los fuegos artificiales: «La más ligera de las enanas blancas del par se disipa –se deshace– alrededor de la más masiva, en unos pocos períodos orbitales –giros–», ha proseguido.

A continuación, «el material disipado forma un disco alrededor de la componente más masiva. Este material va siendo acretado –algo así como absorbido– con el tiempo en la componente más masiva, y provoca que ésta aumente de masa», prosigue Villaver. El resultado final es una enana blanca más masiva que incluso puede volver a activar algunas reacciones de fusión nuclear, tal como ha matizado Hollands.

Ver este fenómeno es importante para los astrofísicos porque en la Vía Láctea es infrecuente observar supernovas o enanas blancas ultramasivas. Hoy por hoy, lo más sencillo es ver ejemplos de sistemas binarios (parejas) de enanas blancas que están a poca distancia y que se fusionarán en el plazo de miles e millones de años, según Mark Hollands.

Más adelante, será posible observar estos eventos de fusión con el futuro observatorio de ondas gravitacionales LISA, de la Agencia Espacial Europea (ESA), que medirá sutiles distorsiones del espacio-tiempo provocadas por estas estrellas, a medida que giran y van perdiendo en energía a causa de la gravedad. Junto a esto, el potente telescopio PLATO, también de la ESA, permitirá hacer estudios de sismología estelar (lo que se conoce como asterosismología), para comprender mejor el interior de estos objetos y confirmar su procedencia.

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