¡Estas estrellas binarias ultrageniales giran una alrededor de la otra en solo 20,5 horas!

La historia de las estrellas binarias ultrafrías… Astrónomos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, acaban de descubrir un sistema estelar formado por dos enanas marrones. Llamaron a esta pareja estelar LP 413-53AB. En este par, los dos compañeros tardan menos de un día terrestre en orbitar entre sí. Este descubrimiento fue propuesto en la pre-publicación en arXiv antes de la publicación en Las cartas de la revista astrofísica.

El sistema estelar binario ultrafrío más cercano jamás descubierto

Fueron los astrónomos estadounidenses quienes descubrieron este sistema de estrellas binarias ultrafrías. Lo llamaron LP 413-53AB. Se compone de un par de dos enanas marrones tan cerca que giran uno alrededor del otro en poco más de veinte horas. ¡La distancia entre ellos es tan pequeña que, al comienzo de sus observaciones, los investigadores creían que estaban observando solo un espectro de luz cuando había dos!

Él enanas marrones son extraños objetos astronómicos. ¡Algunos astrónomos no dudan en caracterizarlas como estrellas perdidas! Para que ocurra una reacción de fusión nuclear de hidrógeno, una estrella debe tener suficiente masa. Cuando esto sucede, el hidrógeno se convierte en helio y la estrella libera una gran cantidad de calor y luz. Este proceso continúa durante toda la vida de la estrella, es decir, mientras haya hidrógeno. Para que esto suceda, la estrella debe tener una masa mínima de 80 veces la masa de Júpiter o el 10% de la de nuestro sol.

Las enanas marrones tienen una masa entre 13 y 80 veces la masa de Júpiter. Por lo tanto, son lo suficientemente masivos como para desencadenar una reacción de fusión nuclear de deuterio (un isótopo de hidrógeno) pero no de hidrógeno. ¡Debido a esta baja masa, las enanas marrones son estrellas geniales! Esto significa que su temperatura es mucho más baja que la de la mayoría de las estrellas. Todavía alcanza los 2500°C. Pueden brillar durante cientos de millones de años antes de quedarse sin combustible (deuterio). Las enanas marrones no producen luz visible, sino que brillan solo con luz infrarroja.

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Estrellas binarias ultracool tan viejas como nuestro sol

Estas estrellas binarias ultrafrías se orbitan muy de cerca
Créditos: Adam Burgasser/Universidad de California San Diego

Tales sistemas estelares binarios ultrafríos parecen ser comunes en la Vía Láctea. Sin embargo, los astrónomos solo detectaron tres de ellos, porque son difíciles de detectar e invisibles para el ojo humano. A diferencia de estos tres sistemas jóvenes, que algunos dicen que tienen 40 millones de años, el sistema LP 413-53AB parece más antiguo. Los astrónomos han estimado una edad similar a la nuestra. Solo 4.570 millones de años.

Esta es la primera vez que los astrónomos descubren un sistema estelar binario ultrafrío tan antiguo. Además, este sistema tiene un período orbital muy corto de 20,5 horas, tres veces más pequeño que los sistemas descubiertos hasta la fecha. El período orbital o período de revolución es el tiempo que tarda un cuerpo celeste en dar una vuelta completa alrededor de otro objeto celeste.

Los astrónomos descubrieron estas estrellas binarias mediante el estudio de datos de archivo. También utilizaron un algoritmo capaz de modelar una estrella a partir de su espectro de luz. Al analizar este espectro de luz, los científicos pueden obtener mucha información sobre la estrella. Entienden así su composición química, temperatura, gravedad y rotación.

Al estudiar los datos espectrales del sistema LP 413-53AB, los astrónomos de la Universidad Northwestern «vieron» una sola estrella por primera vez. De hecho, estaban «alineados» y sus espectros se superponían. Afortunadamente, pudieron observar rápidamente que la curva de luz estaba cambiando rápidamente. Los espectros luego se movieron en direcciones opuestas, dividiéndose en parejas. Acababan de descubrir dos enanas marrones increíblemente juntas.

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Un telescopio que apunta a la constelación de Tauro

Los astrónomos decidieron observar este sistema estelar utilizando el telescopio del Observatorio WM Keck. Lo reenviaron al Constelación de Tauro ¿Dónde están estas enanas marrones? Comenzaron con una observación de dos horas el 13 de marzo de 2022, luego encadenaron otras observaciones del mismo tipo varias veces durante el año. Las observaciones mostraron que la curva de luz infrarroja resultante cambió tan rápidamente que debió haber dos estrellas.

Los investigadores pudieron determinar que la distancia entre las dos enanas marrones corresponde a 1,5 millones de kilómetros, ¡o el 1% de la distancia entre la Tierra y el Sol!

El equipo de investigación cree que, al principio de su existencia, había una tercera estrella. Habría sido expulsado del sistema durante la evolución, lo que permitió que las dos estrellas restantes se unieran.

Este descubrimiento aporta nuevos elementos al conocimiento de los planetas potencialmente habitables. Las enanas marrones son poco luminosas y su temperatura es muy baja, por lo que su sala de estar está demasiado cerca de la estrella para poder calentar el planeta lo suficiente y mantener el agua líquida esencial para formar y sustentar la vida. Para el sistema LP 413-53AB, esta zona habitable es la misma que la órbita estelar. La existencia de un planeta habitable es por tanto imposible en estos sistemas.

Los astrónomos ahora esperan descubrir otros sistemas estelares binarios ultrafríos que contengan estrellas cercanas entre sí. Estos sistemas parecen raros, pero no saben si es porque rara vez existen o si es porque son difíciles de detectar.

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