El enigma de una onda de choque persistente alrededor de una estrella muerta

El gas y el polvo que emanan de las estrellas pueden, en las condiciones adecuadas, colisionar con el entorno estelar y crear una onda de choque. Ahora, astrónomos que utilizan el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (VLT) de ESO han captado una hermosa onda de choque alrededor de una estrella muerta, un descubrimiento que los ha dejado perplejos. Según todos los mecanismos conocidos, la pequeña estrella muerta RXJ0528+2838 no debería tener una estructura similar a su alrededor. Este descubrimiento, tan enigmático como sorprendente, desafía nuestra comprensión de cómo las estrellas muertas interactúan con su entorno.

«Encontramos algo nunca antes visto y, lo que es más importante, totalmente inesperado», afirma Simone Scaringi, profesora asociada de la Universidad de Durham (Reino Unido) y coautora principal del estudio publicado en Nature Astronomy.

«Nuestras observaciones revelan una potente corriente de salida que, según nuestro conocimiento actual, no debería existir», afirma Krystian Ilkiewicz, investigador postdoctoral del Centro Astronómico Nicolás Copérnico de Varsovia (Polonia) y codirector del estudio. «Caudal de salida» es el término que utilizan los astrónomos para describir el material expulsado de los objetos celestes.

La estrella RXJ0528+2838 se encuentra a 730 años luz de distancia y, al igual que el Sol y otras estrellas, gira alrededor del centro de nuestra galaxia. A medida que se mueve, interactúa con el gas que permea el espacio interestelar, creando un tipo de onda de choque llamada arco de choque, «un arco curvo de material, similar a la ola que se forma frente a un barco», explica Noel Castro Segura, investigador de la Universidad de Warwick (Reino Unido) y colaborador en este estudio.

Estos arcos de choque suelen crearse por el material que emana de la estrella central, pero en el caso de RXJ0528+2838, ninguno de los mecanismos conocidos puede explicar completamente las observaciones.

RXJ0528+2838 es una enana blanca (el núcleo restante de una estrella moribunda de baja masa) y tiene una estrella compañera similar al Sol orbitándola. En estos sistemas binarios, el material de la estrella compañera se transfiere a la enana blanca, a menudo formando un disco a su alrededor.

Mientras que el disco alimenta a la estrella muerta, parte del material también es expulsado al espacio, creando potentes flujos de salida. Sin embargo, RXJ0528+2838 no muestra signos de disco, lo que convierte en un misterio el origen del flujo de salida y la nebulosa resultante alrededor de la estrella.

«La sorpresa de que un sistema supuestamente tranquilo y sin disco pudiera generar una nebulosa tan espectacular fue uno de esos raros momentos de asombro», afirma Scaringi.

El equipo detectó por primera vez una extraña nebulosidad alrededor de RXJ0528+2838 en imágenes del Telescopio Isaac Newton en España. Al notar su forma inusual, la observaron con más detalle con el instrumento MUSE, instalado en el VLT de ESO.

«Las observaciones con el instrumento MUSE de ESO nos permitieron cartografiar el arco de choque en detalle y analizar su composición. Esto fue crucial para confirmar que la estructura realmente se origina en el sistema binario y no en una nebulosa o nube interestelar no relacionada», explica Ilkiewicz.

La forma y el tamaño del arco de choque implican que la enana blanca ha estado expulsando un potente flujo de salida durante al menos 1000 años. Los científicos no saben exactamente cómo una estrella muerta sin disco puede alimentar un flujo de salida tan duradero, pero tienen una conjetura.

Se sabe que esta enana blanca alberga un intenso campo magnético, confirmado por los datos de MUSE. Este campo canaliza el material robado de la estrella compañera directamente hacia la enana blanca, sin formar un disco a su alrededor.

«Nuestro hallazgo demuestra que, incluso sin disco, estos sistemas pueden generar potentes flujos de salida, revelando un mecanismo que aún desconocemos. Este descubrimiento desafía la idea convencional de cómo se mueve e interactúa la materia en estos sistemas binarios extremos», explica Ilkiewicz.

Los resultados apuntan a una fuente de energía oculta, probablemente el intenso campo magnético, pero este «motor misterioso», como lo define Scaringi, aún debe investigarse. Los datos muestran que el campo magnético actual solo es lo suficientemente intenso como para alimentar un arco de choque que dure unos pocos cientos de años, por lo que solo explica parcialmente lo que observan los astrónomos.

Para comprender mejor la naturaleza de estos flujos de salida sin disco, es necesario estudiar muchos más sistemas binarios. El próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO ayudará a los astrónomos a «cartografiar más de estos sistemas, así como los más débiles, y a detectar sistemas similares en detalle, lo que en última instancia contribuirá a comprender la misteriosa fuente de energía que permanece sin explicación», como prevé Scaringi.

Con información de Nature