Observan cómo una estrella revive a otra moribunda

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto cómo una estrella gigante transmite materia a una estrella de neutrones moribunda evolucionando alrededor de ella, volviendo así a darle vida.

El observatorio espacial Integral de la ESA ha sido el testigo de este acontecimiento infrecuente: los vientos emitidos por una gigante roja hinchada devolvieron a la vida el núcleo de una estrella muerta en un destello de rayos X.

Integral fue el primero en detectar, el 13 de agosto de 2017, una emisión de rayos X procedente de una fuente desconocida en la dirección del populoso centro de la Vía Láctea. Esta detección repentina desencadenó en las siguientes semanas una serie de observaciones de seguimiento para localizar su origen.

Las observaciones revelaron una estrella de neutrones fuertemente magnetizada y rotando a baja velocidad que, probablemente, acababa de empezar a recibir material de una gigante roja cercana.

Momento único

Las estrellas con masas como la de nuestro Sol y hasta ocho veces superiores se convierten en gigantes rojas hacia el final de sus vidas. Las capas exteriores se hinchan y se expanden millones de kilómetros, mientras el gas y el polvo escapan de la estrella central con vientos relativamente lentos, de hasta varios cientos de kilómetros por segundo.

Las estrellas de tamaño aún mayor, con masas de hasta 25-30 veces superiores a la del Sol, agotan su combustible y explotan en supernovas, dejando en ocasiones un ‘cadáver’ estelar que rota con un potente campo magnético: una estrella de neutrones. Su minúsculo núcleo alberga la masa de casi un Sol y medio en una esfera de tan solo 10 km de diámetro, siendo uno de los objetos celestes más densos conocidos.

Con cierta frecuencia, las estrellas se encuentran en pareja, pero el nuevo sistema formado por una estrella de neutrones y una gigante roja constituye una rareza conocida como ‘binaria de rayos X simbiótica’, de las que no se conocen más de 10.

“Integral captó un momento único con el nacimiento de un sistema binario excepcional, explica Enrico Bozzo, autor principal de la investigación, en un comunicado de la ESA. La gigante roja expulsó un viento lo bastante lento como para alimentar a su estrella de neutrones compañera, dando lugar por primera vez a una emisión de alta energía a partir del núcleo de la estrella muerta”.

Emparejamiento insólito

Se trata de un emparejamiento ciertamente insólito. Los telescopios espaciales XMM-Newton de la ESA y NuSTAR de la NASA mostraron que la estrella de neutrones da una vuelta casi cada dos horas, lo que resulta muy lento en comparación con otras estrellas de neutrones, que dan varias vueltas por segundo. Después, la primera medición del campo magnético de esta estrella de neutrones reveló que es sorprendentemente potente.

Un campo magnético potente suele ser indicativo de una estrella de neutrones joven (se cree que el campo magnético disminuye con el tiempo), mientras que una gigante roja es mucho más antigua, por lo que resulta extraño que hayan evolucionado juntas.

“Estos objetos son desconcertantes —reconoce Enrico—. Podría ser que al final el campo magnético de la estrella de neutrones no decaiga sustancialmente con el tiempo o que la estrella de neutrones en realidad se formara más tarde en la historia del sistema binario. Eso significaría que colapsó a partir de una enana blanca, convirtiéndose en una estrella de neutrones al alimentarse de la gigante roja durante mucho tiempo, en lugar de convertirse en una estrella de neutrones por la explosión en forma de supernova de una estrella masiva de corta vida, algo más común”.

Con una estrella de neutrones joven y una gigante roja antigua, en algún momento los vientos procedentes de esta última comenzarán a llegar a la estrella menor, ralentizando su rotación y emitiendo rayos X.

“En los últimos 15 años de observaciones con Integral no habíamos llegado a ver este objeto, así que creemos que fue la primera vez que emitió rayos X —concluye Erik Kuulkers. Seguiremos vigilando su comportamiento por si se trata simplemente de una expulsión prologada de vientos, pero hasta ahora no hemos detectado cambios significativos”.

Referencia

IGR J17329-2731: the birth of a symbiotic X-ray binary. E. Bozzo et al. Astronomy & Astrophysics. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/201832588