El Sol pudo estar en un sistema binario en el pasado

El Sol pudo estar en un sistema binario en el pasado. De hecho, es posible que todas las estrellas se formen como binarias. Al menos, según se ha conocido gracias a un nuevo estudio. Pero, ¿cómo se ha llegado a esa conclusión?

Sistemas múltiples

Una recreación artística de cómo se podría ver el sistema binario de Alfa Centauri desde un planeta sin atmósfera.
Crédito: Wikimedia Commons/The Plague

Estamos acostumbrados a ver una única estrella en nuestro firmamento. Pero gracias a la astronomía, especialmente en las últimas décadas, sabemos que los sistemas estelares múltiples son comunes. Hay multitud de sistemas binarios, triples, e incluso más complejos. Así que no es sorprendente que los astrónomos se hayan preguntado más de una vez qué influye en el proceso de formación de las estrellas.

Algunos creen que las estrellas, nacidas de forma individual, adquirieron alguna compañera con el paso del tiempo. Otros han sugerido que los sistemas se formaron con varias estrellas. Con el paso del tiempo, sus compañeras se perdieron. Según un nuevo estudio, parece que esta última hipótesis podría ser la correcta. El Sistema Solar (y otras estrellas como el Sol) podría haberse formado como un sistema binario hace miles de millones de años.

El estudio ha sido aceptado para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. En él, se explica cómo los investigadores han recurrido a la radio astronomía para poder observar una factoría de estrellas. A partir de esas observaciones, han llegado a la conclusión de que la mayor parte de estrellas, con masas similares a la del Sol, comenzaron su existencia como parte de un sistema binario.

La Nube Molecular de Perseo

El telescopio ALMA.
Crédito: ESO

El estudio comenzó examinando los resultados de la observación por radio de la Nube Molecular de Perseo. Es una nube molecular gigante, localizada a unos 600 años-luz de la Tierra, en la constelación de Perseo. Los datos corresponden al estudio VANDAM (por sus siglas en inglés, de VLA/Alma Nascent Disk and Multiplicity), desarrollado con los radiotelescopios Very Large Array (en Nuevo México), y ALMA, en Chile. Las observaciones se centraron en estrellas, dentro de esa región, de menos de 4 millones de años de edad.

Sabemos que las estrellas nacen en fábricas estelares como esta. En los densos núcleos que existen dentro de las gigantescas nubes de polvo e hidrógeno molecular. Si las observamos con un telescopio óptico, lo único que nos encontramos es un agujero en el firammento. Las nubes moleculares son tan densas que tienen la capacidad de bloquear la luz de las estrellas en su interior. También impide que se puedan ver las estrellas por detrás de la nube.

Así que la única forma de estudiarlas es gracias a los radio telescopios. Son las únicas herramientas capaces de atravesar estas regiones. Los granos de polvo emiten señales de radio, pero no las bloquean. El objetivo de las observaciones no podía ser más sencillo. Los investigadores querían determinar si las estrellas se forman de manera individual o si, por el contrario, lo hacen en parejas o grupos mayores.

Estrellas binarias jóvenes

Imagen infrarroja de IC 438, una región de la Nube Molecular de Perseo. En la parte inferior derecha, se ve un objeto que se cree podría ser un sistema binario.
Crédito: NASA, ESA and J. Muzerolle, STScI.

Se ha propuesto muchas veces que las estrellas se forman con compañeras. Pero la pregunta es, ¿cuántas? Según los investigadores, su estudio sugiere que casi todos los astros se forman con una compañera. La nube de Perseo es una región de formación de estrellas de masa baja. Así que es necesario aplicar este modelo para nubes que sean capaces de producir estrellas con una cantidad superior de masa.

En la nube de Perseo, los astrónomos han analizado estrellas de Clase 0 y Clase I. Es decir, aquellas que tienen una edad inferior a 500.000 años, y aquellas con entre 500.000 y 1 millón de años, respectivamente. A partir de las diferentes observaciones realizadas, los investigadores crearon un censo de estrellas de la nube de Perseo. En él se incluyen 55 estrellas jóvenes y 24 en sistemas estelares múltiples.

De esos 24, sólo 5 no son binarios. Así que se podría pensar que la mayor parte de estrellas se forman como sistemas binarios, y no en configuraciones más complejas. Así mismo, también observaron 45 estrellas individuales. Y en los sistemas binarios es donde está la parte más interesante del estudio. Los investigadores observaron que la edad de las estrellas binarias mostraba distancias diferentes.

Estrellas binarias e individuales

Recreación de un atardecer en el exoplaneta Gliese 667Cc. Está en un sistema solar triple.
Crédito: ESO/L. Calçada

Todas las estrellas binarias que estaban separadas por más de 500 UAs (unidades astronómicas, la distancia que separa la Tierra del Sol) eran sistemas de clase 0. Además estaban alineados con el eje del núcleo de la nube.  Sin embargo, las estrellas binarias de clase I (algo más viejas), estaban separadas por unas 200 Uas, y no mostraban ese alineamiento. A partir de ahí, los astrónomos diseñaron un modelo matemático para explicar esta particularidad.

Su conclusión es que todas las estrellas, con una masa similar a la del Sol, comienzan su vida como estrellas binarias de Clase 0. A partir de ahí, en torno al 60% se separan con el paso del tiempo. El 40% restante, en su lugar, se contraen y se acercan más, formando sistemas binarios más pequeños (con las estrellas más cerca entre sí). La lectura más interesante es que las estrellas como la nuestra no se formaron solas, si no que probablemente tuvieron compañeras.

También tiene otra lectura interesante. En cada fábrica estelar hay diferentes núcleos de formación. Según este estudio, en su interior, el doble de material, de lo pensado hasta el momento, se convertiría en estrellas. Es un paso más para comprender cómo se forman las estrellas binarias, y cuál es su papel en la evolución estelar.

El Sol pudo estar en un sistema binario… ¿Némesis?

El posible aspecto que podría tener el cielo de la Tierra si el Sistema Solar tuviese dos soles.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Ariz.

Otra de las implicaciones más interesantes de este estudio tiene que ver con Némesis. Quizá hayas escuchado ese nombre alguna vez. Se trata, según la hipótesis, de una estrella que se formó junto al Sol. Según cuenta esa hipótesis, sería la responsable de provocar que, cada cierto tiempo, se produzcan lluvias de asteroides en la Tierra, provocando extinciones como la de los dinosaurios, hace 65 millones de años.

Todos los intentos por encontrar a Némesis han fracasado. Hasta donde podemos ver, no hay ninguna estrella en el vecindario del Sol, ni asociada con él. A raíz de esto, algunos catastrofistas han llegado a surgir que podría tratarse de una enana marrón, o de una estrella de muy poca masa. A fin de cuentas, la hipótesis parte, precisamente, de esos entornos, más que de un planteamiento puramente científico.

Pero lo interesante es que, hace miles de millones de años, seguramente hubo una Némesis. Una compañera del Sol que, muy poco tiempo después de formarse, escapó de su influencia gravitacional. Si es así, hay que preguntarse las implicaciones de que el Sistema Solar, durante un breve tiempo de su historia, fuese binario. ¿Qué impacto pudo haber tenido, si es que realmente existió esa estrella, en la formación de planetas?

El estudio es Sadavoy y Stahler, “Embedded Binaries and Their Dense Cores». Aceptado para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Universe Today, Centauri Dreams