Estrellas que mueren dos veces

Esquema que muestra la evolución de las estrellas. Crédito: ESA

Las estrellas dan vida a lo largo de toda su evolución. Desde sus inicios, cuando comienzan a emitir radiación en forma de luz y calor, hasta cuando mueren y dispersan el material que las formaban de vuelta al medio interestelar para formar nuevas estrellas y planetas.

Sin embargo, cuando mueren, no todas lo hacen de igual forma y sus restos son diferentes. También, al contrario que los seres vivos, las estrellas pueden morir más de una vez y no siempre lo hacen como la primera vez.

La manera en la que muere una estrella depende de su masa inicial. Existe un límite de alrededor de 8 masas solares, es decir, estrellas que en el momento de su formación tienen una masa 8 veces la masa que tiene el Sol.

Si la estrella tiene menos de 8 masas solares, y por lo tanto será el caso del Sol, la estrella terminará sus días de una manera suave y tranquila. Según vaya evolucionando se irá hinchando y aumentando su tamaño, se enfriará y adquirirá un color rojo y llegará un momento en el que toda su atmósfera se desprenda del núcleo de la estrella, ya inerte, y se disperse por el medio interestelar.

Nebulosa del anillo. Una nebulosa planteria. Crédito: The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA). (Fuente: Wikipedia)

En este caso, tendremos una bonita nebulosa planetaria en cuyo centro habrá una enana blanca, que no es otra cosa que el núcleo de la antigua estrella compuesto principalmente por carbono muy caliente, pero incapaz de generar más energía, por lo que pasado un tiempo, la enana blanca dejará de emitir luz.

Por el contrario si la estrella tiene más de 8 masas solares, su muerte será explosiva y violenta. Tendrá lugar una supernova y el resto de la estrella será una estrella de neutrones o un agujero negro, en función, también, de la masa del núcleo de la estrella progenitora.

Resto de la supernova Kepler SN 1604. NASA/ESA/JHU/R.Sankrit & W.Blair (Fuente: Wikipedia)

Con muerte de una estrella masiva, al ser tan destructiva, no parece probable que lo que quede pueda volver a morir otra vez, pero ¿y las enanas blancas?

Lo primero que hay que saber es que aunque nos parezca que las estrellas están solas y aisladas unas de otras como lo está nuestro Sol, la situación en el universo es más bien la contraria. La gran mayoría de las estrellas forman sistemas dobles, triples y hasta cuádruples., es decir, casi todas las estrellas tienen otras estrellas compañeras.

Pongamos el caso de un sistema binario en la que las dos estrellas tienen una masa inferior a 8 masas solares y, por tanto, las dos terminarán su vida como una enana blanca. Pero, supongamos ahora que una de ellas es del tamaño del Sol (1 masa solar) y la otra más masiva (por ejemplo, 6 masas solares).

Cuanto mayor es la masa de una estrella, más combustible tienen y, entonces, más rápido lo consumen. Esto quiere decir, que la estrella más masiva se convertirá en una enana blanca mucho antes que la estrella tipo Sol.

Cuando la estrella más masiva se haya convertido en una enana blanca, su compañera, probablemente, se encuentre todavía hinchándose y enrojeciéndose. Durante la fase de hinchamiento estará desprendiéndose, debido a los fuertes vientos estelares de material.

Vamos aquí a suponer, primero, que el material que se desprende no cae directamente en la enana blanca compañera (aunque gran parte, llegará a la enana blanca). Con esta suposición, tendremos que la estrella tipo Sol evolucionará y poco a poco se convertirá en una enana blanca también. Las dos estrellas habrán muerto.

Pero ocurre que al estar las dos estrellas iniciales ligadas gravitacionalmente y estar orbitando una en torno a la otra, las dos enanas blancas resultantes también estarán orbitándose mutuamente. En función del giro que tenían inicialmente, por conservación del momento angular, las dos estrellas seguirán girando alrededor del centro de masa común y lo harán cada vez más rápido y se acercarán cada vez más.

Pasado un tiempo estarán tan cerca que colisionarán y se fusionarán. En ese momento, la masa de la estrella resultante volverá a superar el límite que tenían individualmente y se volverán a encender y quemar combustible en su interior, por lo que el proceso de evolución volverá a repetirse, pero el final será distinto ya que al aumentar la masa se creará una supernova que destruirá a las dos estrellas.

Nebulosa Henize 2-428. Resto dos enanas blancas orbitando que se fusionarán y crearán una supernova. Crédito: ESO (A través de Wikipedia)

Vamos a ver ahora el caso en el que el material de la estrella tipo Sol cae directamente sobre la enana blanca.

Aquí es donde surge el concepto de nova (no confundir con supernova, que como hemos visto es la muerte de las estrellas masivas). El material que cae sobre la enana blanca empieza a girar a su alrededor y se calienta. Cuando se ha acumulado mucho material muy caliente, la enana blanca se colapsará y comenzará a emitir destellos de rayos X. Una vez cesado el destello, ese material tendrá que volver a calentarse, mediante la acumulación de más material y el proceso de emitir rayos X se repetirá cíclicamente.

Pero, todavía no hemos terminado. Recientemente, el telescopio espacial INTEGRAL, ha descubierto un caso muy interesante. Observando los destellos de rayos X se ha visto que procedían de una estrella de neutrones y eran debidos a que su compañera (que era de tipo solar, aunque con algo más de masa) le suministraba el material a través de su viento estelar.

Hasta aquí, podríamos pensar que el sistema binario original estaría formado por una estrella de más de 8 masas solares, que evolucionó rápido y explotó como una supernova, y una estrella menos masiva. Pero las observaciones realizadas no encajaban con la teoría.

Las estrellas de neutrones tienen campos magnéticos muy intensos, pero, con el tiempo estos campos magnéticos pierden intensidad. De haber sido una estrella de neutrones procedente de una estrella de más de 8 masas solares, habría muerto varios billones de años antes que la estrella menos masiva y por lo tanto su campo magnético sería mucho menos intenso de lo observado. Entonces, ¿qué ha podido suceder?

La teoría es que la estrella que emitía rayos X tenía menos de 8 masas solares, pero ¡ha muerto dos veces! Y, en este caso, no ha muerto de la misma manera, ya que la segunda vez se convirtió, no en enana blanca, sino en una ¡estrella de neutrones!

Una vez murió y se convirtió en enana blanca, su estrella compañera comenzó a desprenderse de su material y la enana blanca se apropió de él, probablemente sufrió episodios de nova como hemos visto antes, pero ese material se fue acumulando cada vez más hasta que la enana blanca no pudo más y se colapsó bajo el peso de ese material. Al colapsarse superó con creces el límite de 1,4 masas solares y se convirtió en una estrella de neutrones.

De esta manera, la estrella compañera seguiría cediéndole material, pero las explosiones de rayos X ya no se producirían al acumularse y calentarse el material en torno a una enana blanca, sino en torno a una estrella de neutrones.

De todos los sistemas binarios conocidos, solo se han descubierto 10 de estos sistemas formados por una estrella de neutrones y una estrella gigante roja.

Por supuesto, hasta ahora, la interpretación de las observaciones del satélite INTEGRAL es solo eso, una interpretación y una teoría que requerirá de la detección de muchos más de estos 10 casos conocidos, pero aun así, ¿no es interesar pensar que estrellas, incluso muertas, pueden volver a morir?

Jorge Bueno

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Para leer más:

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Una asociación estelar condenada a catástrofe

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