Los astrónomos del Instituto de Astronomía (IFA) de la Universidad de Hawái han reconstruido la dramática historia de una distante gigante roja estudiando cambios sutiles en su luz. Pequeñas fluctuaciones en el brillo indican que la estrella pudo haber chocado hace mucho tiempo con otra estrella, un evento violento que probablemente la dejó girando mucho más rápido de lo normal. Hoy en día, esta inusual estrella es un anillo de agujeros negros inactivos en un sistema conocido como Gaia BH2.
Utilizando observaciones del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA, el equipo detectó débiles vibraciones conocidas como “terremotos de estrellas” que se mueven a través de la compañera del agujero negro, la gigante roja. La propia Gaia BH2 fue detectada por primera vez en 2023 por la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea. Al igual que los terremotos ayudan a los científicos a explorar el interior de la Tierra, estas vibraciones estelares permiten a los astrónomos explorar profundamente las estrellas y medir con precisión sus propiedades fundamentales. Los resultados de este trabajo han sido publicados recientemente. Revista astronómica.
“Así como los sismólogos usan los terremotos para estudiar el interior de la Tierra, podemos usar las oscilaciones estelares para comprender lo que sucede dentro de las estrellas distantes”, dijo el científico investigador del IFA Daniel Hay, autor principal del estudio. “Estas vibraciones nos dijeron algo inesperado sobre la historia de esta estrella”.
Una estrella que parece más vieja de lo que es
Uno de los resultados más sorprendentes provino de la composición química de las estrellas. La gigante roja se describe como “rica en alfa”, lo que significa que contiene grandes cantidades de elementos pesados que normalmente se encuentran en estrellas muy antiguas. Basándonos únicamente en su química, la estrella debería ser antigua.
Sin embargo, el análisis de sus vibraciones internas contó una historia diferente. En realidad, la estrella tiene unos 5 mil millones de años, mucho más joven de lo que sugiere su composición química. Esta discrepancia presenta un enigma para los astrónomos que intentan comprender cómo se formaron.
“Las estrellas jóvenes ricas en alfa son bastante raras y sorprendentes”, explicó Hay. “La combinación de química joven y antigua sugiere que esta estrella no evolucionó de forma aislada. Probablemente adquirió masa adicional de una compañera, ya sea a través de una fusión o absorbiendo material durante la formación del agujero negro”.
Girando más rápido de lo esperado
Pistas adicionales provienen de observaciones a largo plazo con telescopios terrestres. Estas observaciones muestran que la estrella completa una rotación completa cada 398 días, lo que es inusualmente rápido para una gigante roja de su edad que evolucionó sola.
“Si esta rotación es real, no puede explicarse únicamente por la rotación del nacimiento de las estrellas”, dijo el coautor Joel Wong, miembro del Hubble de la NASA en IFA. “La estrella debe haberse formado por interacciones de mareas con su compañera, lo que apoya aún más la idea de que este sistema tiene una historia compleja”.
Comparación de sistemas de agujeros negros inactivos
Los investigadores estudiaron Gaia BH3, otro sistema de agujeros negros con una estrella compañera aún más extraña. Los modelos existentes predijeron que esta estrella exhibiría fuertes oscilaciones, pero no se observó ninguna. Este resultado inesperado sugiere que es posible que sea necesario revisar las teorías actuales sobre estrellas con un contenido de metal extremadamente bajo.
Tanto Gaia BH2 como Gaia BH3 pertenecen a una clase de sistemas de agujeros negros inactivos. Estos agujeros negros no extraen activamente material de sus estrellas compañeras, lo que significa que no emiten rayos X. En cambio, los astrónomos los descubrieron siguiendo cuidadosamente los movimientos de las estrellas cercanas. Estos hallazgos están cambiando la forma en que los científicos buscan y estudian los agujeros negros en la Vía Láctea.
¿Qué viene después?
Las futuras observaciones de TESS permitirán a los astrónomos estudiar las vibraciones estelares de Gaia BH2 con más detalle. Con más datos, el equipo confirmará si la gigante roja realmente se formó a través de una fusión estelar pasada y comprenderá mejor cómo estos pares de agujeros negros inactivos evolucionan con el tiempo.
