Observen dues estrelles tan pròximes que acabaran fusionant-se en una de sola supermassiva

25/11/2014 Asociación RUVID

En la nostra galàxia, gran part de les estrelles s'han format en sistemes binaris o múltiples i algunes reben l'atribut de eclipsants, és a dir, formades per dos estrelles o més que, observades des de la Terra, experimenten eclipsis i trànsits mutus pel fet de tenir el seu pla orbital orientat cap al nostre planeta. Un d'aquests sistemes és la binària eclipsant MY Camelopardalis (MY Cam), sobre la qual, una de les més massives que es coneixen, la revista Astronomy & Astrophysics (A&A) publica un article amb els resultats d'observacions realitzades en l'Observatori de Calar Alto (Almeria) i signat per astrònoms de la Universitat d'Alacant, del Centre d'Astrobiologia del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CAB-CSIC) i de l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC), juntament amb astrònoms aficionats.

En aquest article conclouen que MY Cam és la binària més massiva observada, i els seus components, dues estrelles de tipus espectral O (de color blau, molt calentes i lluminoses), de 38 i 32 vegades la massa del Sol, estan encara en la seqüència principal i es troben molt pròximes entre si, amb un període orbital de menys d'1,2 dies, és a dir, el període orbital més curt en aquest tipus d'estrelles .

La combinació d'aquests dos últims punts indica que la binària es va formar pràcticament com és ara, és a dir, que les estrelles estaven ja quasi en contacte en el moment en què es van formar. 

La previsible evolució del sistema és la fusió dels dos components en un únic objecte de més de 60 masses solars abans que cap de les dues tinga temps d'evolucionar significativament. Per aquest motiu, aquests resultats demostren la viabilitat d'alguns models teòrics que suggereixen que les estrelles més massives s’han de formar per fusió d’estrelles menys massives.

Sistemes binaris massius

Les estrelles com el Sol, que es mouen en solitari per la Galàxia arrossegant solament el seu sistema planetari, són una minoria. La major part de les estrelles passen la seua vida amarrades per la força de la gravetat a una estrella companya (formant el que es denomina un sistema binari) o fins i tot a més d’una (el que es coneix com a sistema múltiple). «En aquests sistemes», explica Javier Lorenzo, de la Universitat d'Alacant i primer autor de l'article, «totes les estrelles descriuen òrbites entorn d'un centre de masses comú. En particular, les estrelles molt més  massives que el Sol, les que contenen una massa equivalent a la de molts sols, tendeixen a aparèixer sempre en companyia. Estudis recents suggereixen que totes aquestes estrelles d'alta massa, que són molt més grans i calentes que el Sol, formen part  de sistemes amb, com a mínim, una altra companya de massa comparable».

Un exemple particularment notable és el sistema binari conegut com MY Camelopardalis (MY Cam), en la constel·lació de la Girafa. Aquest objecte és l'estel més brillant del cúmul obert «Alacant 1», que va ser identificat recentment com una petita guarderia estel·lar per investigadors de la Universitat d'Alacant. Encara que feia ja més de cinquanta anys que se sabia que MY Cam era una estrella de massa molt alta, fa menys de deu anys que va ser reconeguda com una binària eclipsant, un sistema en què una estrella passa  per davant de l'altra cada vegada que completa una òrbita, i dóna lloc a canvis en la brillantor del sistema que percebem des de la Terra. Aquesta propietat de les binàries eclipsants permet que, mitjançant un estudi acurat de la llum que ens arriba i la simple aplicació de la llei de la gravitació universal de Newton, puguem saber moltes de les característiques de les estrelles que les componen.

Per a l'estudi de MY Cam, els astrofísics professionals van obtenir un gran nombre d'espectres del sistema amb l'espectrògraf FOCES, que va operar durant molts anys en el telescopi de 2,2 m de l'Observatori de Calar Alto. Usant l'efecte Doppler, aquests espectres permeten mesurar les velocitats amb què es desplacen les estrelles en les seues òrbites. A més, mitjançant una anàlisi detallada de les característiques dels espectres, els astrofísics poden determinar les propietats fonamentals de les estrelles, com la temperatura superficial i les seues dimensions. Per a completar el treball, van comptar amb la col·laboració d'astrònoms aficionats que van mesurar els canvis en la quantitat de llum que ens arriba des del sistema al llarg de l'òrbita; és el que els astrofísics denominen corba de llum del sistema. L'anàlisi d'aquestes dades ha demostrat que MY Cam és un sistema realment excepcional.

«La corba de llum», comenta Sergio Simón, investigador del IAC i un dels autors de l'article, «ens mostra que el període orbital del sistema és de tan sols 1,2 dies. Ateses les grans dimensions de les estrelles, han d'estar  molt a prop per a poder fer una volta completa en tan poc de temps. Les estrelles es desplacen a una velocitat superior al milió de km/h. Però, com que estan tan a prop, les forces de marea que s'estableixen entre les estrelles les forcen a girar sobre si mateixes amb el mateix període, és a dir, cada estrella gira sobre si mateixa en poc més d'un dia, mentre que el Sol, que és molt més petit, gira sobre si mateix una vegada cada 26 dies». Les estrelles són com baldufes gegants i cada punt de la seua superfície es desplaça amb una velocitat superior al milió de km/h. Cadascuna té un radi unes 700 vegades més gran que el de la Terra, però gira sobre si mateixa en aproximadament el mateix temps».           

Però, a més, les estrelles són enormement massives. Les seues masses són 38 i 32 vegades la massa del Sol. Unes estrelles tan enormes no s'acomoden tan fàcilment en una òrbita tan petita i la conclusió de l'estudi és que en realitat s'estan tocant i el material de les capes exteriors es barreja i dóna lloc a un embolcall comú (és el que es coneix com una binària de contacte). MY Cam és una de les binàries de contacte més massives que es coneixen i, des de lluny, la més massiva amb uns components tan joves que no han començat encara a evolucionar.

«Aquest és l'aspecte més interessant de MY Cam», apunta Ignacio Negueruela, un altre dels autors de la Universitat d'Alacant, «ja que el seu futur previsible permet confirmar algunes de les teories actuals sobre formació d'estrelles extremadament massives. Les propietats de les dues components de MY Cam fan pensar que es tracta d'estrelles extremadament joves, formades en els dos últims milions d'anys. Aquesta extrema joventut permet sospitar que el sistema es va formar essencialment tal com és ara, encara que potser els dos estels no arribaven a tocar-se inicialment. A mesura que envellisquen, la seua evolució natural farà que es tornen més grans. Quan falte espai lliure entre les dues, aquest procés donarà lloc a la fusió de les dues estrelles en un únic objecte, un autèntic mastodont estel·lar. Els detalls del procés de fusió no es coneixen, perquè mai se n'ha observat cap exemple. Alguns models teòrics suggereixen que el procés de fusió serà extremadament ràpid i que alliberarà una enorme quantitat d'energia en una espècie d'explosió. Altres treballs s’inclinen per un procés menys violent, però en qualsevol cas espectacular. De totes maneres, molts astrofísics creuen que la fusió de les components d'una binària molt propera és probablement la manera més efectiva de generar estrelles extremadament massives. MY Cam és el primer exemple d'un sistema que pot donar lloc a  un d'aquests objectes».

Full bibliographic information


J. Lorenzo, I. Negueruela, A.K.F. Val Baker (Universidad de Alicante), M. García (CAB-CSIC), S. Simón-Díaz (IAC), P. Pastor, M. Méndez Majuelos (amateurs). “MY Camelopardalis, a very massive merger progenitor”. Astronomy & Astrophysics. 2014.
Attached files
  • mycam_art2.jpg

Other content in...

Categories

Keywords

Regions