Un grupo de astrónomos ha descubierto una estrella resucitada. Es un fenómeno poco común, pero que permite que algunas estrellas, en condiciones muy específicas, tengan una segunda vida… Pero, ¿cómo es posible y cuánto durará?

Una estrella resucitada tras una colisión

Normalmente, cuando una estrella agota los elementos, supone el final del camino. Pero no siempre es así. Un grupo de investigadores ha descubierto una estrella resucitada. Algo posible por la fusión de dos restos estelares que se han unido. El proceso ha provocado que el núcleo haya reiniciado el proceso de fusión. Así, se puede decir que se trata de una estrella resucitada. Pero lo interesante es que estamos ante un fenómeno que, según los propios investigadores, es extremadamente raro. No es habitual que el resultado sea este.

Descubren una estrella resucitada tras una colisión
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Concepto artístico de una enana blanca y su estructura interna. Crédito: University of Warwick/Mark Garlick

La estrella en cuestión es J005311. Está a 10 000 años-luz del Sistema Solar, en la constelación de Casiopea. Llamó la atención de los astrónomos porque se encuentra en el interior de una nebulosa planetaria. Este tipo de nebulosa es el producto de una estrella, de una masa similar al Sol, que ha expulsado sus capas exteriores al espacio al llegar al final de su vida. Los investigadores observaron que emite radiación en el espectro infrarrojo. Pero, extrañamente, apenas emite en el espectro óptico. Es algo que no sucede muy a menudo.

Así que decidieron analizarla con la ayuda de un espectroscopio. Es una herramienta que permite analizar la interacción entre la luz y la materia. Así, es posible determinar cuál es la composición de elementos de un objeto en particular. Lo más sorprendente, en este caso, es que el análisis del espectro de J005311 reveló que no había señal alguna ni de hidrógeno ni de helio. Es algo llamativo porque son los dos elementos más abundantes en el interior de una estrella. Su ausencia servía para saber, precisamente, qué objeto se estaba observando.

La pista de los elementos

Durante la mayor parte de sus vidas, en la fase de secuencia principal, las estrellas transforman el hidrógeno, acumulado durante su formación, en helio. Sin embargo, este proceso no sucede en las enanas blancas. Son, precisamente, el cadáver estelar de estrellas como el Sol. Es el destino que le espera a nuestra estrella dentro de miles de millones de años. Una enana blanca es el destino de estrellas con hasta 10 veces la masa de la nuestra. Tras agotar el hidrógeno, el núcleo se contrae y continúa fusionando el helio generado, transformándolo en carbono y oxígeno.

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La nebulosa planetaria NGC 7027, observada por el telescopio Hubble. Crédito: William B. Latter (SIRTF Science Center/Caltech)/NASA

Durante ese proceso, en la fase de gigante roja (anterior a la de enana blanca), se produce la expulsión de las capas exteriores, generando una nebulosa planetaria. En el centro queda el núcleo de la enana blanca, muy brillante pero incapaz de continuar la fusión de carbono y oxígeno. Pero J005311 es demasiado brillante para una única enana blanca. Tiene, aproximadamente, el brillo de 40 000 estrellas como la nuestra. Lo que sí sabemos, sin embargo, es que la mayor parte de las estrellas forman parte de sistemas binarios.

Gracias a la detección de ondas gravitacionales, también se sabe que la fusión entre restos estelares puede que sea relativamente frecuente. Algo que ya hemos visto en el caso de estrellas de neutrones y agujeros negros. Los investigadores creen que J05311 es el producto de una fusión de dos enanas blancas. De ser así, sería el resultado de dos estrellas que se han estado orbitando mutuamente en una espiral cada vez más cerrada. Finalmente, terminaron fusionándose y dando lugar a un nuevo astro. A una estrella, literalmente, resucitada.

Un fenómeno extremadamente raro

Según los propios investigadores, este tipo de fenómeno, que da lugar a la aparición de una estrella resucitada, es extremadamente raro. Estiman que, en toda la Vía Láctea, seguramente no habrá más de media docena de este tipo de objetos. Para ponerlo en perspectiva, se calcula que nuestra galaxia está formada por unos 200 000 millones de estrellas. Por tanto, estamos ante la observación de un fenómeno tan raro que lo podríamos considerar como haber ganado algún tipo de lotería cósmica. Además, tienen alguna idea sobre cómo evolucionará.

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Imágenes infrarrojas de la nebulosa de J005311. Crédito: Vasilii Gvaramadse/Moscow University

Calculan que esta nueva estrella tiene la masa de las dos predecesoras combinadas. Por lo que, en teoría, debería tener la masa suficiente para poder seguir la fusión de elementos desde el carbono y el oxígeno. J005311 es rica en ambos elementos. Además, también se ha detectado un potente viento estelar de 16 000 kilómetros por segundo. Es, como quizá sepas, una corriente de material generada por la radiación de la estrella. La fusión no es suficiente para explicar la potencia de este viento estelar, pero puede que la naturaleza de su formación sí lo haga.

Porque la estrella formada por la fusión de dos enanas blancas debería tener un campo magnético extremadamente potente. Algo que permitiría que ese viento estelar sea acelerado a cifras como las que se observan en el entorno de J005311. Hasta aquí, todo queda más o menos claro. Pero, ¿y ahora qué? ¿cómo va a evolucionar esta estrella resucitada? ¿En qué se diferencia y en qué se parece a una estrella normal? Eso es algo que también se puede deducir. En condiciones normales, el destino de una enana blanca es una enana negra…

Una estrella resucitada con un final diferente

Una enana negra es, simplemente, una enana blanca que se ha enfriado por completo y ya no emite ningún tipo de radiación. Es un objeto teórico, porque el universo no es lo suficientemente viejo como para que las enanas blancas, más viejas conocidas, se hayan enfriado por completo. En situaciones normales, eso es lo que podríamos esperar en el futuro de una enana blanca. Pero J005311 no es una estrella normal. Su destino ya no será el de una enana blanca. Porque, por su masa, estará por encima de algo conocido como el límite de Chandrasekhar.

La estrella resucitada terminará su fase como estrella de neutrones
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Concepto artístico de una estrella a punto de explotar (y dar paso a una supernova y una estrella de neutrones). Crédito: NASA/Dana Berry.

Ese límite, aproximadamente de 1,44 masas solares, indica el borde a partir del que una enana blanca ya no es estable. El siguiente paso es una estrella de neutrones. Su temperatura y viento estelar indica que la estrella está al final de esta nueva vida. Es decir, cuando se agote el material, en unos miles de años, volverá a colapsar sobre sí misma. Los protones y electrones se fusionarán, dando lugar al nacimiento de neutrones. Se convertirá, por tanto, en una estrella de neutrones de poca masa. Al final, explotará en forma de supernova.

El descubrimiento de esta estrella resucitada es llamativo. Principalmente por lo poco abundantes que son este tipo de estrellas. Pero, también, porque permite entender mejor cuáles son los posibles desenlaces de las estrellas que han llegado al final de su vida. Si los investigadores están en lo cierto, es poco probable que se logre encontrar otra estrella de este tipo. A fin de cuentas, si solo hay media docena en toda la galaxia, parece lógico suponer que se encontrará lejos del Sistema Solar. Pero cada descubrimiento nos sirve para conocer mejor el universo…

Estudio

El estudio es V. Gvaramadze, G. Gräfener, N. Langer et al.; «A massive white-dwarf merger product before final collapse». Publicado en la revista Nature el 20 de mayo de 2019. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Science Alert