Por primera vez, los astrónomos han estudiado una estrella muerta situada en el corazón de un cementerio cósmico de cuerpos estelares de edad similar.
El remanente estelar, un enano blanco, se encuentra en el centro de una nube de restos estelares, gas y polvo que los astrónomos llaman nebulosa planetaria. Está ubicado en el cúmulo estelar abierto Messier 37, que está a unos 4.500 años luz de Tierra. El estudio de esta enana blanca y sus alrededores no sólo podría revelar cómo murió, casi como examinar la escena de un crimen cósmico, sino que también podría dar a los astrónomos una idea de cómo será nuestro propio sistema solar dentro de unos 5 mil millones de años.
Eso es porque, cuando el sol se queda sin combustible para sus procesos intrínsecos de fusión nuclear, se hinchará hasta convertirse en un gigante roja. Sus capas exteriores hinchadas se tragarán los planetas interiores, incluida la Tierra. Luego, a medida que su capa de material estelar se extienda y se enfríe, el Sol se convertirá en una nebulosa planetaria (que confusamente no tiene nada que ver con los planetas) y su núcleo se convertirá en una enana blanca que se desvanece.
El Messier 37 con forma de mariposa es un modelo abierto cúmulo de estrellas; Se cree que las estrellas de su interior nacieron de la misma vasta y densa nube de gas y polvo aproximadamente al mismo tiempo. Eso significa que, al estudiar una estrella muerta en este cúmulo, los científicos pueden obtener una mejor idea de cómo evolucionan y mueren las estrellas de la misma edad (pero con diferentes masas).
De esta manera, los cúmulos abiertos sirven como el laboratorio cósmico perfecto para probar las teorías de la evolución estelar.
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Las estrellas masivas viven rápido y mueren jóvenes
Hasta ahora, los astrónomos sólo han descubierto tres cúmulos estelares abiertos que contienen nebulosas planetarias, y las estrellas enanas blancas enterradas en el corazón de estos cementerios estelares nunca han sido estudiadas. Antes de ahora, eso es.
“Las estrellas de un cúmulo tienen todas la misma edad, lo que tiene un significado especial para la astrofísica”, afirma Klaus Werner, líder del equipo de estudio y profesor de la Universidad de Tubinga. dijo en un comunicado. “Cuanto más masiva es una estrella, más rápido consume su combustible nuclear fusionando hidrógeno en helio. Por lo tanto, su vida es más corta y evoluciona más rápidamente hasta convertirse en una enana blanca”.
Parte del proceso estelar que aún no se comprende completamente es la velocidad a la que las estrellas pierden masa antes de alcanzar sus fases de enana blanca, y la relación entre la masa de nacimiento y la masa de muerte de una estrella se denomina “relación de masa inicial-final”. En otras palabras, la masa de una enana blanca puede estar directamente relacionada con la masa de la estrella que murió para crearla. Estrellas como nuestro Sol pierden poco menos de la mitad de su masa cuando evolucionan hasta convertirse en enanas blancas. Las estrellas con ocho veces la masa del Sol pierden alrededor del 80 por ciento de su masa”, explicó Werner. “Los datos de enanas blancas muy jóvenes son especialmente valiosos, ya que son las estrellas centrales de las nebulosas planetarias”.
Werner añadió que ninguna de las estrellas centrales muertas de las nebulosas planetarias ha sido estudiada antes porque todas están muy distantes y, como enanas blancas, también son muy débiles. El equipo rectificó esto enfocando uno de los telescopios más grandes del planeta, el Gran Telescopio Canarias en la isla de La Palma en las Islas Canarias, en el cementerio cósmico de Messier 37.
Luego evaluaron la emisión de luz de la enana blanca y determinaron que actualmente tiene alrededor del 85% de la masa del sol. Esto indica que la estrella que murió para dejar este remanente estelar tenía una masa equivalente a 2,8 veces la del sol. Según Werner, esto también significa que la estrella perdió el 70% de su materia durante su vida.
Además, el equipo pudo determinar la composición química de la enana blanca en Messier 37 y descubrió que extrañamente carece de hidrógeno en su superficie. Esto indica que estuvo involucrada en algún tipo de evento violento en su pasado, como un breve estallido de fusión nuclear, algo que las enanas blancas pueden sufrir cuando extraen material de una compañera binaria y la acercan.
Una mejor comprensión de la relación de masa inicial-final es vital para descifrar cuánto tiempo vivirá una estrella y si su fase final será una enana blanca, una estrella neutrón – o posiblemente, un agujero negro. La relación también puede ayudar a determinar si una estrella en su agonía desencadenará una supernova, esparciendo así todo el material que ha forjado durante su vida en el universo. Ese material se convertiría en los componentes básicos de la próxima generación de estrellas.
“A partir de la materia expulsada, enriquecida con elementos pesados como producto de reacciones nucleares, se forman nuevas generaciones de estrellas”, concluyó Werner. “De esto depende la evolución química de las galaxias y, en última instancia, de todo el universo”.
La investigación del equipo fue publicada el 11 de octubre en la revista Astronomía y Astrofísica.