Descubren una peculiar estrella enana blanca muerta tiene dos caras

(CNN) – Los astrónomos han hecho el primer descubrimiento de su tipo: una estrella enana blanca con dos caras completamente diferentes.

Las enanas blancas son restos quemados de estrellas muertas. Nuestro sol se convertirá en una enana blanca dentro de unos 5.000 millones de años después de que se hinche hasta convertirse en una estrella gigante roja, expulse su material exterior y, cuando solo quede el núcleo, se encoja de nuevo hasta convertirse en un cegador remanente al rojo vivo.

La enana blanca recién descubierta tiene dos lados, uno hecho de hidrógeno y el otro de helio. Los investigadores han apodado a la estrella Janus, por el dios romano de la transición, que tiene dos caras. Un estudio que detalla los hallazgos se publicó el 19 de julio en la revista Nature.

“La superficie de la enana blanca cambia completamente de un lado a otro”, dijo en un comunicado la autora principal del estudio, Ilaria Caiazzo, investigadora asociada postdoctoral en astronomía en el Instituto de Tecnología de California. “Cuando muestro las observaciones a la gente, quedan impresionados”.

Las enanas blancas son increíblemente densas y comprimen una masa comparable a la de nuestro sol en algo equivalente a un planeta del tamaño de la Tierra.

La fuerte influencia gravitacional en juego durante la muerte de una estrella significa que los elementos pesados ​​restantes se mueven hacia el centro, mientras que los elementos más livianos como el hidrógeno o el helio ascienden a la capa superior. Dadas las temperaturas abrasadoras de las enanas blancas, las más calientes tienen atmósferas de hidrógeno. A medida que las estrellas se enfrían con el tiempo, tienden a tener atmósferas de helio.

Pero las enanas blancas típicas no tienen un lado de la estrella dedicado a un elemento y el otro dominado por otro.

El remanente estelar inusual fue detectado por primera vez por la Instalación Transitoria Zwicky, ubicada en el Observatorio Palomar de Caltech. Caiazzo usó el instrumento, que escanea los cielos cada noche, para un estudio reciente de enanas blancas altamente magnetizadas cuando apareció un objeto que cambió rápidamente de brillo.

Caiazzo y su equipo realizaron observaciones de seguimiento utilizando el instrumento CHIMERA de Palomar, el HiPERCAM ubicado en el Gran Telescopio Canarias en las Islas Canarias de España y el Observatorio WM Keck en Maunakea en Hawai.

Los tres observatorios mostraron que Janus giraba sobre su eje cada 15 minutos, y mostraron la naturaleza y composición de dos caras de la estrella. Los astrónomos usaron un espectrómetro para separar la luz de la enana blanca en diferentes longitudes de onda, lo que reveló la firma química del hidrógeno en un lado y el helio en el otro.

La estrella tiene una temperatura abrasadora de 34.726 grados Celsius, que los investigadores determinaron con la ayuda del Observatorio Neil Gehrels Swift.

Cómo Janus formó dos caras

Los investigadores no están muy seguros de por qué la estrella tiene dos lados completamente diferentes. Es posible que Janus esté experimentando una rara forma de evolución.

“No todas, pero algunas enanas blancas pasan de estar dominadas por hidrógeno a helio en su superficie”, dijo Caiazzo. “Es posible que hayamos atrapado a una de esas enanas blancas en el acto”.

A medida que la enana blanca se enfría con el tiempo, los materiales más pesados ​​y livianos pueden mezclarse. Durante esta transición, es posible que el hidrógeno se diluya en el interior, lo que permite que el helio se convierta en el elemento dominante.

Si esto ocurre en Jano, un lado de la estrella está evolucionando antes que el otro lado.

Los campos magnéticos, representados aquí como líneas alrededor de la estrella, pueden explicar la apariencia inusual de Janus. Crédito: K. Miller, Caltech/IPAC.

“Los campos magnéticos alrededor de los cuerpos cósmicos tienden a ser asimétricos o más fuertes en un lado”, dijo Caiazzo. “Los campos magnéticos pueden evitar la mezcla de materiales. Entonces, si el campo magnético es más fuerte en un lado, ese lado tendrá menos mezcla y, por lo tanto, más hidrógeno”.

Otra posibilidad es que los campos magnéticos estén cambiando la presión y la densidad de estos gases atmosféricos en Janus.

“Los campos magnéticos pueden conducir a presiones de gas más bajas en la atmósfera, y esto puede permitir que se forme un ‘océano’ de hidrógeno donde los campos magnéticos son más fuertes”, dijo el coautor del estudio James Fuller, profesor de astrofísica teórica en Caltech, en un comunicado. “No sabemos cuál de estas teorías es correcta, pero no podemos pensar en otra forma de explicar los lados asimétricos sin campos magnéticos”.

El equipo continuará la búsqueda de más enanas blancas como Janus usando la Instalación Transitoria Zwicky porque el instrumento es “muy bueno para encontrar objetos extraños”, dijo Caiazzo.