Las enanas blancas son los densos restos que quedan después de que una estrella deja de producir energía a través de la fusión nuclear, llegando hasta el futuro de nuestro propio Sol. Estos remanentes estelares se comportan de manera inusual, ya que su estructura interna hace que se reduzcan a medida que aumenta su masa, por lo que se les conoce como estrellas degeneradas.
Las enanas blancas suelen existir en sistemas binarios, donde dos estrellas orbitan entre sí. La mayoría de estos pares son extremadamente antiguos en la escala de tiempo galáctica y se han enfriado a temperaturas de alrededor de 4.000 grados Kelvin. Sin embargo, observaciones recientes han descubierto un grupo de binarias de período corto en las que las estrellas completan una órbita en menos de una hora. Estos pares de rápido movimiento no coinciden con las predicciones establecidas, ya que muchos parecen tener aproximadamente el doble del tamaño esperado y tener temperaturas entre 10.000 y 30.000 grados Kelvin.
Investigar el papel del calentamiento de las mareas.
Este comportamiento inesperado llevó a un equipo de investigación dirigido por Lucy Olivia McNeil de la Universidad de Kyoto a examinar los efectos de las fuerzas de marea en estos sistemas. Las mareas a menudo distorsionan los objetos que comparten órbitas cercanas, afectando la forma en que esas órbitas evolucionan con el tiempo.
“El calentamiento de las mareas ha tenido cierto éxito a la hora de explicar la temperatura de los Júpiter calientes y las propiedades de sus órbitas en relación con sus estrellas anfitrionas. Así que nos preguntamos: ¿Hasta qué punto el calentamiento de las mareas podría explicar la temperatura de las enanas blancas en sistemas binarios de período corto?” pregunta McNeill.
Para explorar esta cuestión, los investigadores desarrollaron un modelo teórico diseñado para estimar cuánto se calientan las enanas blancas en sistemas binarios de período corto. El modelo fue desarrollado para que fuera ampliamente aplicable, permitiendo predecir tanto el historial de temperatura como los futuros cambios orbitales de las enanas blancas en este sistema.
Las fuerzas de marea remodelan la evolución de las enanas blancas
El análisis del equipo mostró que las interacciones de las mareas pueden desempeñar un papel importante en la evolución de estas estrellas. En particular, la atracción gravitacional de una pequeña enana blanca puede aumentar el calor interno de una compañera más grande pero menos masiva. Este calor añadido expande la estrella y eleva la temperatura de su superficie hasta al menos 10.000 grados Kelvin.
Debido a esta expansión, los investigadores proponen que las enanas blancas pueden duplicar el tamaño predicho por la teoría estándar, momento en el que comienzan a intercambiar materia, una etapa conocida como transferencia de masa. Como resultado, estos pares de período corto pueden comenzar a interactuar en órbitas que son tres veces más probables de lo que los científicos creían anteriormente.
“Esperábamos que el calentamiento de las mareas aumentara la temperatura de estas enanas blancas, pero nos sorprendió cuánto disminuye el período orbital de las enanas blancas más antiguas cuando se exponen a los lóbulos de Roche”, dijo McNeill.
Implicaciones para las explosiones estelares y futuras investigaciones.
Las enanas blancas en órbitas muy estrechas eventualmente interactuarán y emitirán radiación gravitacional. Los sistemas de este tipo se consideran fuentes potenciales de supernovas Ia y variables catastróficas, dos eventos cósmicos dramáticos y científicamente importantes.
De cara al futuro, el equipo pretende aplicar su modelo a sistemas binarios formados por enanas blancas de carbono y oxígeno. Su objetivo es comprender mejor las posibles vías de las explosiones de tipo Ia, en particular si las predicciones de temperatura realistas respaldan un escenario de doble desintegración (fusión).
