Las estrellas viejas viven más de lo que se pensaba

Calculando la edad de las estrellas.

Estructuras espirales en gigantes rojas: Gracias a las nuevas observaciones del Observatorio ALMA en Chile, se hizo evidente que el viento estelar de esta gigante roja forma una espiral. Esto explicaría, de manera indirecta, que la estrella no está sola, sino que forma parte de un sistema binario. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Decin et al.

Este tipo de astros, invisibles para el ojo humano, eran, oficialmente y hasta el momento, los objetos que mayor pérdida de masa sufrían. Pero las estructuras espirales detectadas por un equipo internacional, en el que participa un investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL), revelan todo lo contrario. Los resultados de este trabajo se publican hoy en la revista Nature Astronomy.

Al final de su vida, alrededor del 95% de las estrellas evolucionan a gigantes rojas que se desprenden de su masa a través de lo que se conoce como un viento estelar. Eventualmente, se desvanecen en forma de nebulosas planetarias con un núcleo estelar caliente llamado enana blanca.

Observatorio ALMA https://www.almaobservatory.org/en/about-alma-at-first-glance/
Crédito: C. Padilla - ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Personal investigador de 14 instituciones científicas europeas, entre las que se encuentra el IAC, ha detectado la existencia de una interacción binaria que había pasado inadvertida para la comunidad científica. Esta nueva investigación aporta una explicación alternativa a las altas tasas de pérdida de masa que se suponía regían el final de la vida de las estrellas gigantes más masivas.

El trabajo que publica hoy la revista Nature Astronomy revela que estas estrellas pierden masa a un ritmo mucho menor del que se pensaba. El viento estelar no es más intenso de lo normal, pero se ve afectado por una pareja que, hasta ahora, se había pasado por alto: una segunda estrella que rodea a la gigante roja. Que este proceso sea más lento de lo esperado impacta enormemente en la forma de entender cómo mueren las estrellas. Como consecuencia de este descubrimiento, se desprende que las estrellas gigantes más masivas necesitan más tiempo para depositar sus entrañas químicamente ricas en su entorno, afectando al enriquecimiento del medio interestelar y, por tanto, a la evolución química de la galaxia.

Representación artística de un sistema binario.
Crédito: Katrien Kolenberg.

El único observatorio que podía facilitar información detallada del desconcertante superviento en la última fase de la vida de las estrellas gigantes más masivas es ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), instalado en el desierto de Atacama (Chile). “Los datos recogidos mostraban una estructura espiral que confirma que estas estrellas no son individuales, sino que tienen una compañera binaria”, explica Aníbal García Hernández, investigador del IAC y de la ULL y coautor del artículo. Y añade: “La interacción con esa compañera da como resultado una morfología de viento bastante compleja, en forma de espiral incompleta. Los datos anteriores carecían de la resolución espacial y la sensibilidad que proporciona ALMA y no permitían a los astrónomos encontrar las características asociadas con la presencia de una estrella binaria”.

La interpretación de ALMA, dentro de este nuevo contexto, ha mostrado de manera convincente que la última fase evolutiva de estas estrellas viejas no está caracterizada por un corto “superviento extremo”, sino más bien por una fase de “viento normal” mucho más larga. En otras palabras, “las viejas estrellas tardan más en morir”, o también, “las viejas estrellas viven más”.

Ahora, la comunidad científica investiga si la existencia de un sistema binario podría explicar el comportamiento de otras gigantes rojas especiales. "Creíamos que muchas estrellas vivían solas, pero probablemente tendremos que ajustar esta idea”, aclara Leen Decin, autora principal del artículo y profesora de la Universidad Católica de Leuven. Y concluye: “Es probable que una estrella con una pareja sea más común de lo que pensábamos".

Artículo: L. Decin, W. Homan, T. Danilovich, A. de Koter, D. Engels, L. B. F. M. Waters, S. Muller, C. Gielen, D. A. García-Hernández, R. J. Stancliffe, M. Van de Sande, G. Molenberghs, F. Kerschbaum, A. A. Zijlstra and I. El Mellah. 'Reduction of the maximum mass-loss rate of OH/IR stars due to unnoticed binary interaction', Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-019-0703-5

Contacto en el IAC/ULL: Aníbal García Hernández (anibal.garcia.hernandez@iac.es)

• Publicado en el IAC el 26 de febrero del 2.0219, enlace publicación.