La imagen de un artista de una enana blanca que pasa delante de una estrella enana roja. Cuando la enana blanca pasa frente a su compañera más grande, se dobla y magnifica la luz de la estrella de fondo.
(Imagen: © NASA / JPL-Caltech)
Los científicos han descubierto un increíblemente extraño, 'imposible' estrella enana blanca en un descubrimiento que sugiere que estos objetos son aún más comunes de lo que se sospecha, o que algo más extraño está sucediendo.
Las enanas blancas son núcleos estelares dejado atrás por estrellas como nuestro sol. A medida que estas estrellas se quedan sin combustible, pierden sus capas exteriores y dejan un núcleo que se enfría durante miles de millones de años. La masa de la enana blanca se basa en la de la estrella original, que a su vez refleja su edad.
Esas relaciones significan que los investigadores pueden usar la masa de una enana blanca para calcular su edad. Y durante la última década, los astrónomos han descubierto alrededor de 100 enanas blancas con masas tan bajas que parecen ser más antiguas que las Universo de 14.800 millones de años..
Hasta ahora, los astrónomos han abordado ese enigma al señalar que casi todos estos objetos ocurrir con una estrella compañera eso podría estar desviando parte de la masa de la enana blanca, haciendo que parezca más vieja de lo que realmente es. Pero un puñado muy pequeño de estas enanas blancas de muy baja masa no tiene compañeros a quienes culpar por su cambio de masa, lo que plantea la cuestión de cómo pueden existir estos objetos.
En una nueva investigación, los científicos describen el hallazgo de una enana blanca de masa extremadamente baja que tiene un compañero, pero esa estrella está lo suficientemente distante como para no poder robar la masa de la enana blanca. Debido a que las probabilidades de detectar un par con el instrumento que los científicos usaron son muy bajas, el descubrimiento podría significar que las enanas blancas `` imposibles '' son mucho más comunes de lo que se imaginaba anteriormente.
"Este hallazgo sugiere que falta algo en nuestra comprensión actual de la formación de enanas blancas de baja masa y / o interacciones binarias", dijo a Space.com Kento Masuda, autor principal de un nuevo artículo que describe la investigación y astrónomo de la Universidad de Princeton. correo electrónico.
Un rompecabezas de enanas blancas
Masuda y sus colegas utilizaron datos recopilados por el famoso instrumento de caza de planetas de la NASA, el telescopio espacial Kepler. Los científicos han encontrado miles de planetas y candidatos a exoplanetas en los datos que Kepler reunió durante su misión primaria y extendida de nueve años. El instrumento detecta planetas como caídas rítmicas en el brillo de una estrella. La atenuación es causada por el deslizamiento del planeta entre la estrella y Kepler, llamado tránsito.
Pero el telescopio espacial también ha producido una gran cantidad de descubrimientos astronómicos. El año pasado, Masuda y sus colegas notaron que la estrella de tipo G KIC 8145411 se iluminaba regularmente, una inversión inusual de las situaciones de tránsito. Si un par de estrellas en órbita se alinean con la Tierra, su luz cambiará a medida que una estrella pase frente a la otra. Por lo general, la luz se atenúa, porque la luz total del sistema se reduce mientras una estrella desaparece en la parte posterior.
Sin embargo, si una de las estrellas es lo suficientemente compacta, como una enana blanca, puede doblar la luz de su estrella compañera cuando pasa por delante, actuando como lente para magnificar la superficie de la estrella menos densa. Este fenómeno, denominado auto-microlente cuando ocurre en un binario, conduciría a pulsos de brillo.
Los sistemas de auto lente se han pronosticado durante algún tiempo, pero los científicos no pudieron detectar un par así hasta que Kepler pudiera estudiar miles de sistemas estelares simultáneamente a lo largo del tiempo. El primer sistema de este tipo fue descubierto en 2014; Desde entonces, se han encontrado cuatro más, incluido KIC 8145411.
Pero la verdadera sorpresa llegó cuando Masuda y sus colegas giraron el telescopio Subaru en Hawai y el telescopio de 1.5 metros en el Observatorio Fred Lawrence Whipple en Arizona en el nuevo sistema.
Sus observaciones de seguimiento revelaron que la enana blanca era aproximadamente un quinto de la masa de nuestro sol, dentro de la clase de enanas blancas de muy baja masa. Pero para sorpresa de los científicos, la estrella compañera orbitaba demasiado lejos de la enana blanca como para haber podido filmar su masa. Algo más debe ser responsable de una edad aparente tan baja para la enana blanca, concluyeron los científicos.
El gran giro
Es posible, agregaron, que la enana blanca no sea una enana blanca después de todo. Los científicos solo pudieron determinar la masa del objeto y que es relativamente pequeña; el equipo no tiene una estimación de tamaño firme. Esa incertidumbre significa que el objeto que lente la estrella en realidad podría ser más denso calabozo o estrella neutrón eso empaca la misma masa en menos espacio. Sin embargo, hay dos argumentos en contra de un origen más exótico para el objeto pequeño.
Primero, las enanas blancas son mucho más comunes que los agujeros negros o las estrellas de neutrones, por lo que estadísticamente tienen más probabilidades de ser el compañero misterioso. Quizás lo más preocupante es que los astrofísicos no tienen una buena explicación de cómo se podría formar una estrella de neutrones o un agujero negro de tan baja masa, dijo Masuda, y tampoco han visto ningún pequeño ejemplo, a diferencia de las enanas blancas de muy baja masa.
"Admito que este argumento podría no ser totalmente convincente, dado que de todos modos no tenemos una buena explicación de cómo se formó esta enana blanca", dijo.
Si el KIC 8145411 orbita con una enana blanca, podría hacer que los astrónomos echen un vistazo a lo que creemos que sabemos sobre cómo se forman las enanas blancas y cómo interactuar con compañeros.
"La evolución de una sola estrella no puede explicar una enana blanca [de masa extremadamente baja], por lo que se supone que las interacciones con un binario cercano juegan un papel importante", dijo Masuda. "Pero, de nuevo, este escenario de interacción binaria no explica la órbita observada del sistema KIC 8145411, porque la órbita no está tan cerca como se requiere para que este escenario funcione. Por lo tanto, algunas partes de esta historia deben modificarse, aunque no lo hacemos" Todavía sé cuál ".
Masuda dijo que él y sus colegas planean continuar la búsqueda de pequeñas enanas blancas en binarios similares para obtener más información sobre sus propiedades.
"Espero que nos ayuden a resolver el enigma presentado por el sistema KIC 8145411, y que conduzcan a una [comprensión] más completa de las enanas blancas en binarios", dijo Masuda.
La investigación se describe en un papel publicado el 5 de agosto en The Astrophysical Journal Letters.
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