Algunas estrellas están atrapadas en malas relaciones binarias. Una estrella primaria masiva se alimenta de su compañera más pequeña, succionando gas de ésta y agregándolo a su propia masa, mientras empequeñece a su desventurada compañera. Estas estrellas vampiro se llaman estrellas Be y hasta ahora los astrónomos pensaban que existían en relaciones binarias.
Pero una nueva investigación muestra que estas estrellas sólo pueden alimentarse de su pequeña vecina gracias a una tercera estrella presente en el sistema.
Las estrellas Be son un subtipo de Estrellas B. B es el tipo espectral de estrellas, por lo que tanto las estrellas B como las Be comparten el mismo tipo. Ambos tipos son luminosos y azules, pero mientras que las estrellas B pueden tener entre 2 y 16 veces la masa del Sol, las estrellas Be no son tan masivas. Las estrellas Be también giran más rápidamente que otras estrellas y tienen anillos de acreción. Aproximadamente el 20% de las estrellas B son estrellas Be.
Las estrellas son importantes en nuestra búsqueda por comprender cómo se forman y evolucionan las estrellas. Los astrónomos conocen la existencia de las estrellas Be desde hace mucho tiempo, pero su mecanismo de formación es incierto. Hasta ahora.
Una nueva investigación publicada en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society presenta evidencia que contribuye en gran medida a explicar cómo se forman las estrellas Be. Su título es “Gaia descubre diferencias en la binaridad de las estrellas B y Be a pequeña escala: evidencia de la transferencia de masa que provoca el fenómeno Be.El autor principal es Jonathan Dodd, estudiante de doctorado de la Universidad de Leeds en el Reino Unido.
En general, los astrofísicos comprenden cómo se forman las estrellas. Una nube molecular colapsa localmente formando una protoestrella, que gradualmente se vuelve más masiva con el tiempo hasta que se desencadena la fusión. Pero hay muchas variaciones sobre este tema y muchos tipos diferentes de estrellas en diferentes situaciones.
Los astrónomos saben que las estrellas vampiro Be forman anillos de acreción de gas sobrecalentado y hasta ahora creían haber descubierto esta disposición. El conocimiento actual es que la proximidad de la estrella Be a la estrella donante permite que la estrella Be crezca, extrayendo gas del donante hacia su disco de acreción y luego hacia sí misma. Esto también aumenta la rotación de la estrella Be. Los astrónomos han encontrado muchos ejemplos de estrellas compañeras reducidas alrededor de estrellas Be, lo que se suma a la evidencia.
Pero la nueva investigación muestra que hay una tercera estrella involucrada. Esta estrella facilitadora sólo apareció gracias a la misión Gaia de la ESA. La misión de Gaia es observar más de mil millones de estrellas y medir con precisión sus posiciones y velocidades. “Aquí aprovechamos la exquisita precisión astrométrica de Gaia para realizar el mayor estudio comparativo hasta la fecha sobre la binaridad de muestras combinadas de estrellas B y Be cercanas al Sol. Catálogo de estrellas brillantes,”, escriben los autores en su artículo.
«Observamos la forma en que las estrellas se mueven por el cielo nocturno, durante períodos más largos, como 10 años, y períodos más cortos, como seis meses», dijo Dodd. “Si una estrella se mueve en línea recta, sabemos que solo hay una estrella, pero si hay más de una, veremos un ligero bamboleo o, en el mejor de los casos, una espiral”.
“Aplicamos esto a los dos grupos de estrellas que estamos observando –las estrellas B y las estrellas Be– y lo que encontramos, de manera confusa, es que, a primera vista, parece que las estrellas Be tienen una tasa de compañeras más baja que la de las estrellas Be. estrellas ser. Estrellas B”, dijo Dodd. «Eso es interesante porque esperamos que tengan una tasa más alta».
Si las estrellas Be crecen porque toman material de una estrella donante, entonces, por supuesto, las estrellas Be deberían tener más parejas binarias que las estrellas B. Quizás estén ahí, pero son difíciles de detectar.
«El hecho de que no los veamos podría deberse a que ahora son demasiado débiles para ser detectados», afirmó el profesor René Oudmaijer, coautor del estudio.
Los investigadores profundizaron en los datos, buscando compañeras binarias de estrellas Be que podrían estar más lejanas. Descubrieron que a mayores separaciones, la tasa de estrellas compañeras es mucho más similar entre las estrellas B y Be. De esto, dedujeron que hay una tercera estrella involucrada, y en realidad es la que están viendo a mayor separación.
Piensan que las interacciones con la tercera estrella obligan a la estrella donante a acercarse a la estrella vampiro. A medida que el donante se acerca a la estrella vampiro, la estrella vampiro succiona material hacia su disco de acreción. Como resultado, la estrella donante es tan pequeña y débil que es difícil de observar.
Las estrellas compañeras que el equipo descubrió cuando ampliaron su búsqueda están demasiado lejos de la estrella vampiro para que pueda desviar la masa. Pero los astrónomos saben que una tercera estrella puede acercar un par binario y también “reforzar” el vínculo entre el par interno. «Es bien sabido que la multiplicidad de orden superior puede provocar el endurecimiento de un binario interno», explican los autores en su investigación. «De hecho, un tercer cuerpo aumenta significativamente los casos de migración y eventuales interacciones binarias».
Hay algunas formas en que podría desarrollarse el escenario. Cuando un sistema eventualmente forma una binaria despojada, puede ocurrir una transferencia de masa entre el par interno y la tercera estrella externa puede liberarse. O el binario interno puede realmente fusionarse; la tercera estrella exterior migra más cerca de la estrella primaria y la estrella migrada puede convertirse en la nueva donante.
De cualquier manera, las interacciones binarias son responsables de las estrellas Be. “Por lo tanto, nuestros resultados implican que las interacciones binarias cercanas son responsables de la formación de estrellas Be”, escriben los autores. «Además, sugerimos que la triplicidad debe desempeñar un papel vital en el desencadenamiento de esta migración y, por tanto, en la formación de estrellas Be en su conjunto».
El descubrimiento no sólo arroja luz sobre cómo surgieron las estrellas Be. También aclara ondas gravitacionales. Las ondas gravitacionales se crean cuando dos objetos masivos se fusionan, como un par de agujeros negros, un par de estrellas de neutrones o uno de cada.
Si hay compañeras reducidas cerca de las estrellas Be, y se necesita una tercera estrella para que se desarrolle el escenario, ¿podría esto ofrecer una imagen más clara de los progenitores de algunos de los objetos densos que impulsan ondas gravitacionales?
«En este momento se está produciendo una revolución en la física en torno a las ondas gravitacionales», afirmó el profesor Oudmaijer. «Apenas observamos estas ondas gravitacionales hace unos años y resultó que se deben a la fusión de agujeros negros».
“Sabemos que estos enigmáticos objetos (agujeros negros y estrellas de neutrones) existen, pero no sabemos mucho sobre las estrellas que se convertirían en ellos. Nuestros hallazgos proporcionan una pista para comprender estas fuentes de ondas gravitacionales”, añadió Oudmaijer.
“Durante la última década, los astrónomos han descubierto que la binaridad es un elemento extremadamente importante en la evolución estelar. Ahora avanzamos hacia la idea de que es incluso más complejo que eso y que es necesario considerar las estrellas triples”, afirmó Oudmaijer.
“De hecho”, añadió, “los triples se han convertido en los nuevos binarios”.
