Un violento choque de estrellas resuelve el misterio estelar

Cuando los astrónomos observaron un par de estrellas en el corazón de una impresionante nube de gas y polvo, se llevaron una sorpresa. Los pares de estrellas suelen ser muy similares, como gemelas, pero en HD 148937, una estrella parece más joven y, a diferencia de la otra, es magnética.

Nuevos datos del Observatorio Europeo Austral (ESO) sugieren que originalmente había tres estrellas en el sistema, hasta que dos de ellas chocaron y se fusionaron. Este violento evento creó la nube circundante y alteró para siempre el destino del sistema.

"Al leer los antecedentes, me sorprendió lo especial que parecía este sistema", relata Abigail Frost, astrónoma de ESO en Chile y autora principal del estudio publicado en Science.

El sistema HD 148937 se encuentra a unos 3.800 años luz de la Tierra, en dirección a la constelación de Norma. Está formado por dos estrellas mucho más masivas que el Sol y rodeadas por una hermosa nebulosa, una nube de gas y polvo. "Una nebulosa que rodea dos estrellas masivas es una rareza y realmente nos hizo sentir como si algo genial tuviera que haber sucedido en este sistema. Al observar los datos, la frialdad no hizo más que aumentar", apunta.

"Después de un análisis detallado, pudimos determinar que la estrella más masiva parece mucho más joven que su compañera, lo cual no tiene ningún sentido ya que deberían haberse formado al mismo tiempo", expone Frost. La diferencia de edad (una estrella parece ser al menos 1,5 millones de años más joven que la otra) sugiere que algo debe haber rejuvenecido a la estrella más masiva.

Otra pieza del rompecabezas es la nebulosa que rodea las estrellas, conocida como NGC 6164/6165. Tiene 7.500 años, cientos de veces más joven que ambas estrellas. La nebulosa también muestra cantidades muy elevadas de nitrógeno, carbono y oxígeno. Esto es sorprendente ya que normalmente se espera que estos elementos estén en el interior de una estrella, no en el exterior; es como si algún acontecimiento violento los hubiera liberado.

Para desentrañar el misterio, el equipo reunió datos de nueve años de los instrumentos PIONIER y GRAVITY , ambos en el Interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) de ESO , ubicado en el desierto de Atacama en Chile. También utilizaron datos de archivo del instrumento FEROS en el Observatorio La Silla de ESO.

"Creemos que este sistema tenía originalmente al menos tres estrellas; dos de ellas tenían que estar muy juntas en un punto de la órbita, mientras que otra estrella estaba mucho más distante", explica Hugues Sana, profesor de la KU Leuven en Bélgica e investigador principal de las observaciones.

"Las dos estrellas internas se fusionaron de manera violenta, creando una estrella magnética y arrojando algo de material, lo que creó la nebulosa. La estrella más distante formó una nueva órbita con la estrella recién fusionada, ahora magnética, creando la binaria que vemos hoy en el centro de la nebulosa", señala.

"El escenario de la fusión ya estaba en mi cabeza en 2017, cuando estudié las observaciones de nebulosas obtenidas con el Telescopio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea", añade el coautor Laurent Mahy, actualmente investigador principal del Observatorio Real de Bélgica.

El hallazgo de una discrepancia de edad entre las estrellas sugiere que este escenario es el más plausible y sólo fue posible demostrarlo con los nuevos datos de ESO.

Este escenario también explica por qué una de las estrellas del sistema es magnética y la otra no: otra característica peculiar de HD 148937 detectada en los datos del VLTI. Al mismo tiempo, ayuda a resolver un misterio de larga data en astronomía: cómo las estrellas masivas obtienen sus campos magnéticos. Si bien los campos magnéticos son una característica común de las estrellas de baja masa como nuestro Sol, las estrellas más masivas no pueden sostener campos magnéticos de la misma manera. Sin embargo, algunas estrellas masivas son efectivamente magnéticas.

Los astrónomos sospechaban desde hacía tiempo que las estrellas masivas podían adquirir campos magnéticos cuando dos estrellas se fusionaban. Pero esta es la primera vez que los investigadores encuentran evidencia tan directa de que esto sucede. En el caso de HD 148937, la fusión debe haber ocurrido recientemente. "No se espera que el magnetismo en estrellas masivas dure mucho tiempo en comparación con la vida útil de la estrella, por lo que parece que hemos observado este raro evento muy poco después de que ocurriera", añade Frost.

El Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, actualmente en construcción en el desierto chileno de Atacama, permitirá a los investigadores determinar con más detalle lo que sucedió en el sistema y tal vez revelar aún más sorpresas.

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