La mayoría de las estrellas de nuestro universo vienen en pares. Si bien nuestro propio Sol es solitario, muchas estrellas como nuestro Sol orbitan alrededor de estrellas similares, mientras que hay muchos otros pares exóticos de órbitas interestelares y cósmicas en el universo. Los agujeros negros, por ejemplo, suelen encontrarse orbitando entre sí. Una pareja que ha demostrado ser bastante rara es la entre una estrella similar al Sol y un tipo de estrella muerta llamada estrella de neutrones.
Ahora, los astrónomos dirigidos por Karim Al-Badri de Caltech han descubierto que 21 estrellas de neutrones parecen orbitar estrellas como nuestro Sol. Las estrellas de neutrones son núcleos densos quemados de estrellas masivas que explotaron. Por sí solos, son extremadamente débiles y normalmente no pueden detectarse directamente. Pero cuando una estrella de neutrones orbita alrededor de una estrella como el Sol, atrae a su compañera, lo que hace que la estrella se tambalee hacia adelante y hacia atrás en el cielo. Utilizando la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, los astrónomos pudieron capturar estos reveladores choques que se hunden para revelar una nueva población de estrellas de neutrones oscuras.
“Gaia escanea constantemente el cielo y mide las caídas de más de mil millones de estrellas, por lo que busca objetos muy raros”, dice El-Badri, profesor asistente de astronomía en Caltech y científico asociado en MAX. Las probabilidades son buenas. hacer.” Instituto Planck de Astronomía en Alemania.
El nuevo estudio, en el que participan un equipo de coautores de todo el mundo, fue publicado en La revista abierta de astrofísica. Datos de varios telescopios terrestres, incluido el Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawai’i; Observatorio La Silla en Chile; Y el Observatorio Whipple en Arizona se utilizó para realizar un seguimiento de las observaciones de Gaia y aprender más sobre las masas y órbitas de las estrellas de neutrones ocultas.
Aunque anteriormente se han encontrado estrellas de neutrones orbitando estrellas como nuestro Sol, todos esos sistemas se han vuelto más compactos. Con una corta distancia que separa los dos cuerpos, una estrella de neutrones (que es más masiva que una estrella similar al Sol) puede robar masa a su compañera. Este proceso de transferencia de masa hace que la estrella de neutrones brille en longitudes de onda de radio o rayos X. Por el contrario, las estrellas de neutrones del nuevo estudio están lejos de sus compañeras: de una a tres veces la distancia entre la Tierra y el Sol.
Esto significa que los cuerpos estelares recién descubiertos están demasiado lejos de sus compañeros para robarles material. Son bastante silenciosos y oscuros. “Estas son las primeras estrellas de neutrones descubiertas exclusivamente debido a sus efectos gravitacionales”, afirma Al-Badri.
El descubrimiento es algo sorprendente porque no está claro cómo una estrella colapsada terminaría con una estrella como nuestro Sol.
“Todavía no tenemos un modelo completo de cómo se forman estos binarios”, explica El Badri. “En principio, la progenitora de la estrella de neutrones debería haber sido masiva e interactuar con una estrella de tipo solar durante su última etapa de evolución”. La estrella más grande habría golpeado a la estrella más pequeña, posiblemente envolviéndola temporalmente. Más tarde, la progenitora de la estrella de neutrones explotaría en una supernova que, según los modelos, debería desunir los sistemas binarios, con estrellas de neutrones y estrellas similares al Sol mirando en direcciones opuestas.
“El descubrimiento de estos nuevos sistemas sugiere que al menos algunos binarios sobreviven a estos procesos catastróficos, aunque los modelos aún no pueden explicarlo completamente”, afirma.
Gaia pudo encontrar compañeros inesperados debido a sus amplias órbitas y largos períodos (las estrellas similares al Sol orbitan estrellas de neutrones con períodos de seis meses a tres años). “Si los cuerpos están demasiado juntos, la oscilación será demasiado pequeña para detectarla”, dice Al-Badri. “Con Gaia, somos más sensibles a órbitas más amplias”. Gaia también es extremadamente sensible a los binarios que están relativamente cerca. La mayoría de los sistemas recién descubiertos se encuentran a 3.000 años luz de la Tierra, una distancia relativamente corta en comparación con los 100.000 años luz de diámetro de la Vía Láctea, por ejemplo.
Las nuevas observaciones también muestran lo rara que es la pareja. “Estimamos que alrededor de una estrella de tipo solar entre un millón está orbitando una estrella de neutrones”, dijo.
El Badri también está interesado en encontrar agujeros negros pasivos invisibles en órbita con estrellas similares al Sol. Utilizando datos de Gaia, ha descubierto dos de estos silenciosos agujeros negros que acechan en nuestra galaxia. Uno, llamado Gaia BH1, es el agujero negro conocido más cercano a la Tierra, a una distancia de 1.600 años luz.
“No sabemos con certeza cómo se formaron estos binarios de agujeros negros”, dice Al-Badri. “Existen claramente lagunas en nuestros modelos para la evolución de las estrellas binarias. Una mayor exploración de estas compañeras oscuras y la comparación de sus datos de población con las predicciones de diferentes modelos nos ayudarán a saber dónde se encuentran. ¿Cómo se forman?”
