Los astrónomos detectan estrellas cuádruples que pueden provocar explosiones de supernova


Un sistema estelar cuádruple descubierto en 2017 y observado recientemente en el Observatorio Mt. John de la Universidad de Canterbury podría representar un nuevo canal por el cual pueden ocurrir explosiones de supernovas termonucleares en el universo, según los resultados publicados en Nature Astronomy hoy (13 de mayo) por un grupo internacional equipo de astrónomos.

El raro sistema estelar doble binario HD74438 se descubrió en la constelación de Vela en 2017 utilizando el Sondeo Gaia-ESO que caracterizó más de 100 000 estrellas en nuestra Vía Láctea.

Se obtuvieron observaciones de seguimiento de HD 74438 durante varios años para rastrear con precisión las órbitas de las estrellas en el sistema estelar cuádruple. Las observaciones se realizaron con espectrógrafos de alta resolución en el Observatorio Mt. John de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda y el Gran Telescopio de África Austral en Sudáfrica.

Los astrónomos pudieron determinar que este cuádruple estelar está formado por cuatro estrellas unidas gravitacionalmente: una binaria de período corto que orbita alrededor de otra binaria de período corto en un período orbital más largo (configuración 2+2).

El sistema cuádruple es miembro del joven cúmulo estelar abierto IC 2391, lo que lo convierte en el cuádruple espectroscópico más joven (solo 43 millones de años) descubierto en la Vía Láctea hasta la fecha, y entre los sistemas cuádruples con el período orbital exterior más corto ( seis años).

En el artículo de Nature Astronomy publicado hoy, los autores han demostrado que los efectos gravitatorios del sistema binario exterior están cambiando las órbitas del binario interior, lo que hace que se vuelva más excéntrico. Las simulaciones de última generación de la evolución futura de este sistema muestran que tal dinámica gravitatoria puede conducir a una o múltiples colisiones y eventos de fusión que producen estrellas muertas evolucionadas (enanas blancas) con masas justo por debajo del límite de Chandrasekhar. Como resultado de transferencias de masa o fusiones, estas estrellas enanas blancas pueden producir una explosión de supernova termonuclear.

Los astrónomos involucrados en este estudio incluyen al Director del Observatorio Mt. John de la Universidad de Canterbury, la Profesora Asociada Karen Pollard de la Facultad de Ciencias Físicas y Químicas de la Universidad de Canterbury; El Dr. C. Clare Worley, ex alumno de la UC, y el profesor Gerry Gilmore (el primer estudiante de la UC en recibir un doctorado en astronomía), ambos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, Reino Unido.

El profesor asociado Pollard dice que se tomaron observaciones espectroscópicas de alta precisión y alta resolución con el espectrógrafo Hercules en el Telescopio McLellan de 1,0 m en el Observatorio Mt. John de la Universidad de Canterbury en Tekapo.

«Una estrella como nuestro sol terminará su vida como una pequeña estrella muerta densa conocida como enana blanca, y la masa de enanas blancas no puede superar el llamado límite de Chandrasekhar (alrededor de 1,4 veces la masa del sol)», dijo. dice. «Si lo hace, debido a eventos de fusión o transferencia de masa, puede colapsar y producir una supernova termonuclear. Curiosamente, ahora se sospecha que entre el 70% y el 85% de todas las supernovas termonucleares son el resultado de la explosión de enanas blancas con masas sub-Chandrasekhar. Como resultado de transferencias de masa o fusiones, estas estrellas enanas blancas pueden explotar como una explosión de supernova termonuclear».

La evolución de cuádruples estelares como HD 74438 representa un nuevo canal prometedor para formar explosiones de supernovas termonucleares en el Universo, dice el profesor asociado Pollard.

Ahora se reconoce que las estrellas binarias juegan un papel importante en una amplia gama de eventos astrofísicos, y las fusiones de binarias son la causa de la reciente detección de emisión de ondas gravitacionales. Las estrellas binarias también nos permiten derivar parámetros estelares fundamentales como masas, radios y luminosidades con una mayor precisión en comparación con las estrellas individuales. Representan las gemas en las que se basan varios temas de astrofísica.

Los cuádruples estelares solo representan una fracción marginal (un pequeño porcentaje) de todos los sistemas múltiples. La compleja evolución de tales múltiplos de alto orden implica transferencia de masa y colisiones, lo que lleva a fusiones que también son posibles progenitores de supernovas termonucleares. Estas supernovas representan velas estándar para fijar la escala de distancias del Universo, aunque los canales evolutivos que conducen a los progenitores de tales explosiones de supernovas todavía son muy debatidos.

El artículo, «Un cuádruple espectroscópico como posible progenitor de las supernovas sub-Chandrasekhar tipo Ia», ha sido publicado en Nature Astronomy.

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