Gracias a telescopios chilenos descubren un raro sistema estelar en espiral a punto de explotar

Científicos encontraron un raro sistema estelar en la Vía Láctea, que está condenado a terminar en una explosión masiva. Se encuentra a 8.000 años luz de la Tierra.  El sistema se detalló por primera vez en un estudio publicado en noviembre de 2018 en la revista Nature.

Solo algunas estrellas masivas transicionan a este tipo de sistemas una vez que se acercan al final de sus vidas. Si bien esta etapa dura unos cientos de miles de años, en la vida de una estrella, eso es muy poco tiempo.

Solo una de cada cien millones de estrellas es lo suficientemente masiva para transformarse en una Wolf-Rayet. Y un par binario como este es aún más raro, algo que los astrónomos descubrieron por primera vez cuando encontraron el sistema en 2018.

Dentro de este sistema hay dos estrellas masivas que se orbitan entre sí, además de una estrella compañera unida más pequeña a ellas por gravedad. y que se cree estaría arrojando gas, lo que ayudaría a crear la intrincada forma de la nube de polvo.

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Las dos estrellas son cada una de 10 a 15 veces más masivas que nuestro sol, y ambas son más de 100.000 veces más luminosas. Y en comparación con la temperatura de la superficie del sol, que es de aproximadamente 5.505 ºC, alcanzando una temperatura abrasadora de 25.000ºC o más.

Los investigadores nombraron al sistema Apep en honor al serpentino dios egipcio del caos, pues su columna de polvo parece una serpiente luchando contra la estrella central.

Ahora, los astrónomos han aprendido más sobre esta rara joya, incluido que las estrellas masivas completan una órbita entre sí aproximadamente cada 125 años terrestres, y a una distancia comparable al tamaño de nuestro sistema solar.

Estas estrellas increíblemente brillantes y calientes son hermosas pero condenadas. El siguiente paso suele ser una explosión de supernova que hace que la estrella se convierta en un agujero negro.

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“Aparte de la impresionante imagen, lo más notable de este sistema estelar es la forma en que la expansión de su hermosa espiral de polvo nos dejó totalmente perplejos”, dijo Yinuo Han, autor principal del estudio, en un comunicado. Han es un estudiante con honores en la Escuela de Física de la Universidad de Sydney en Australia. “El polvo parece tener mente propia, flotando mucho más lento que los vientos estelares extremos que deberían impulsarlo”.

Han escribió el estudio mientras estaba encerrado debido a la pandemia y se publicó en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el domingo recién pasado.

Estudiando un sistema estelar condenado

Los investigadores pudieron utilizar las capacidades de imágenes de alta resolución en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile para estudiar el sistema y analizar el proceso que creó la espiral.

“El aumento requerido para producir las imágenes fue como ver un garbanzo en una mesa a 50 kilómetros de distancia”, dijo Han.

Los astrónomos pudieron crear un modelo que coincidía con la estructura de la espiral en el sistema estelar, lo que les permitió comprender las fuerzas extremas que lo crean.

Sin embargo, la espiral de polvo se está expandiendo a un ritmo cuatro veces más lento que la velocidad de los vientos estelares, lo que difiere de otros descubrimientos de Wolf-Rayet en el pasado.

“Las velocidades de los vientos estelares producidos son simplemente alucinantes”, dijo Han. “Están haciendo girar las estrellas a unos 12 millones de kilómetros por hora; eso es el 1 por ciento de la velocidad de la luz”. Eso también es 100.000 veces más rápido que los huracanes de la Tierra.

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“Sin embargo, el polvo que produce este sistema se expande mucho más lentamente, aproximadamente a una cuarta parte de la velocidad del viento estelar”, dijo Han.

La rápida rotación de las estrellas probablemente sea responsable de esto, enviando vientos estelares en diferentes direcciones y a velocidades variables.

“La expansión del polvo que estamos midiendo es impulsada por vientos más lentos lanzados cerca del ecuador de la estrella”, dijo.

Esto indica, creen los investigadores, que Apep en realidad puede crear un estallido de rayos gamma cuando explota.

“Son bombas de tiempo”, dijo Peter Tuthill en un comunicado, coautor del estudio y profesor de la Universidad de Sydney. “Además de exhibir todo el comportamiento extremo habitual de Wolf-Rayets, la estrella principal de Apep parece estar girando rápidamente. Esto significa que podría tener todos los ingredientes para detonar una larga explosión de rayos gamma cuando se convierte en supernova”.

Eso nunca antes se había observado en la Vía Láctea, dijeron los investigadores. Las explosiones de rayos gamma son algunos de los eventos más energéticos que ocurren en el universo.

Afortunadamente, este no impactará a la Tierra gracias al eje de rotación del sistema estelar, pero si lo hiciera, el estallido podría quitar la capa de ozono de la Tierra y exponer nuestro planeta a toda la radiación ultravioleta que sale del sol.

“Ha habido una gran cantidad de investigaciones sobre los sistemas estelares Wolf-Rayet: estos son realmente los pavos reales del mundo estelar”, dijo Joe Callingham en un comunicado, coautor del estudio en posición postdoctoral en la Universidad de Leiden en Holanda. “Los descubrimientos sobre estos objetos elegantemente hermosos, pero potencialmente peligrosos, están causando un verdadero revuelo en la astronomía”.