10/Jun/08

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Integral revela sistemas binarios exóticos y polvorientos

El observatorio orbital de rayos gamma de la Agencia Espacial Europea, ESA, Integral ha revelado una nueva población de una especie exótica y polvorienta de estrellas binarias que podría representar un breve periodo evolutivo en la vida de una estrella binaria.

Las conclusiones sacan a la luz un vacío en nuestro conocimiento de la formación y evolución de tales sistemas de estrellas binarias.

Desde 2002, cuando Integral fue lanzado, el observatorio ha estado sondeando la galaxia, en busca de fuentes de los más poderosos rayos X y rayos gamma. Quince de sus nuevos descubrimientos parecen ser las llamadas binarias de rayos X de alta masa (HMXB) supergigantes. Estos sistemas binarios consisten de una estrella de neutrones en órbita alrededor de una estrella supergigante. Antes de Integral, sólo siete HMXB supergigantes eran conocidas.

La estrella supergigante es, al menos, 20 veces más grande que el Sol, contiene 30 masas solares, con una luminosidad un millón de veces mayor y una temperatura de 20.000 K. La estrella de neutrones anteriormente fue una estrella masiva, pero llegó al fin de su vida y se derrumbó en un pequeño remanente estelar de 15 km de diámetro.

Sylvain Chaty, de la Universidad Diderot de París y CEA Saclay, en Francia, y sus colegas, han utilizado a Integral junto con satélites de rayos X y telescopios del Observatorio Europeo Austral (ESO) para apuntar a los 15 nuevos objetos descubiertos confirmando que la mayoría son, de hecho, HMXB supergigantes, algunos de ellos envueltos por un capullo de gas y polvo.

"Ellos están tan profundamente sumergidos que sólo Integral tiene la sensibilidad para poder verlos", dice Chaty. En cada caso, la estrella de neutrones está orbitando dentro de la atmósfera exterior de su compañera supergigante.

Esto puede ser un precursor de lo que los astrónomos refieren como la fase común de envoltura, un corto período en la vida de una estrella binaria que se cree que durará sólo unos pocos miles de años. Si es así, para los astrónomos es una oportunidad sin precedentes para estudiar este aspecto de la evolución estelar. También presenta un problema.

Estas parejas celestes deben haber sido, alguna vez, dos estrellas supergigantes en órbita una alrededor de la otra. De acuerdo con nuestros modelos de computadora de cómo las estrellas se forman y evolucionan, tales parejas de supergigantes deben ser más escasas de lo que Integral está demostrando que sean.

"Debe haber muchas más de ellas de lo que pensábamos que podría haber", dice Chaty, "Así que aún no conocemos bastante lo que está sucediendo".

Las estrellas binarias de rayos X de alta masa ofrecen una instantánea de la formación estelar, pero con un retraso de alrededor de 10 millones de años. Esto se debe a que la estrella de neutrones se forma alrededor de 10 millones de años después que se forma el sistema original, cuando la más masiva de las dos estrellas ha vivido su vida y colapsó.

Eventualmente, este sistema va a evolucionar aún más con la muerte de la estrella supergigante restante. En este punto se forma un par de estrellas de neutrones, o incluso una estrella de neutrones con un agujero negro. Como estos diminutos restos estelares orbitan unos a otros, los cálculos indican que deben perder energía, perdiendo momento hasta juntarse. En el momento de la colisión pueden liberar una gigantesca erupción de rayos gamma (GRB).

Una posible futura misión de la ESA, actualmente en fase de desarrollo tecnológico, espera detectar pares de estrellas de neutrones próximos. El Laser Interferometer Space Antenna (LISA) espera detectar las ondas gravitacionales que deben irradiarse en el momento en que se aproximan a la colisión.

En el ínterin, Integral tiene mucho trabajo en la búsqueda de más HMXB supergigantes y estudiar más las ya conocidas.

Fuente: Cielo Sur. Aportado por Gustavo Courault