Cuando se trata de las explosiones más grandes y brillantes vistas en el Universo, los astrónomos de la Universidad de Warwick han descubierto que se necesitan dos estrellas para hacer una explosión de rayos gamma.
Una nueva investigación resuelve el misterio de cómo las estrellas giran lo suficientemente rápido como para crear condiciones para lanzar un chorro de material altamente energético al espacio, y ha encontrado que los efectos de las mareas como los que hay entre la Luna y la Tierra son la respuesta.
El descubrimiento, reportado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , se ha realizado utilizando modelos simulados de miles de sistemas estelares binarios, es decir, sistemas solares que tienen dos estrellas orbitando entre sí.
Más de la mitad de todas las estrellas están ubicadas en sistemas estelares binarios y esta nueva investigación ha demostrado que necesitan estar en sistemas estelares binarios para que se puedan crear explosiones masivas.
Una explosión larga de rayos gamma GRB, el tipo examinado en este estudio, ocurre cuando una estrella masiva de aproximadamente diez veces el tamaño de nuestro sol se convierte en supernova, se derrumba en una estrella de neutrones o un agujero negro y dispara un chorro de material relativistaen el espacio. En lugar de que la estrella colapse radialmente hacia adentro, se aplana en un disco para conservar el momento angular. A medida que el material cae hacia adentro, ese momento angular lo lanza en forma de un chorro a lo largo del eje polar.
Pero para formar ese chorro de material, la estrella tiene que girar lo suficientemente rápido como para lanzar material a lo largo del eje. Esto presenta un problema porque las estrellas generalmente pierden cualquier giro que adquieren muy rápidamente. Al modelar el comportamiento de estas estrellas masivasA medida que colapsan, los investigadores han podido limitar los factores que causan la formación de un chorro.
Descubrieron que los efectos de las mareas de un vecino cercano, el mismo efecto que tiene a la Luna y a la Tierra encerrados en su giro, podrían ser responsables de girar estas estrellas a la velocidad necesaria para crear una explosión de rayos gamma.
Las explosiones de rayos gamma son los eventos más luminosos del Universo y son observables desde la Tierra cuando su chorro de material nos apunta directamente. Esto significa que solo vemos alrededor del 10-20% de los GRB en nuestros cielos.
La autora principal Ashley Chrimes, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: "Estamos prediciendo qué tipo de estrellas o sistemas producen explosiones de rayos gamma, que son las mayores explosiones en el Universo. Hasta ahora esno ha quedado claro qué tipo de estrellas o sistemas binarios necesitas para producir ese resultado.
"La pregunta ha sido cómo una estrella comienza a girar, o mantiene su giro a lo largo del tiempo. Descubrimos que el efecto de las mareas de una estrella en su compañero está evitando que disminuyan su velocidad y, en algunos casos, está girando hacia arriba.Están robando energía rotacional de su compañero, una consecuencia de lo cual es que luego se alejan más.
"Lo que hemos determinado es que la mayoría de las estrellas giran rápido precisamente porque están en un sistema binario"
El estudio utiliza una colección de modelos de evolución estelar binarios creados por investigadores de la Universidad de Warwick y el Dr. JJ Eldridge de la Universidad de Auckland. Utilizando una técnica llamada síntesis de población binaria, los científicos pueden simular este mecanismo en una población demiles de sistemas estelares y así identificar los ejemplos raros donde puede ocurrir una explosión de este tipo.
La Dra. Elizabeth Stanway, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: "Los científicos no han modelado en detalle la evolución binaria en el pasado porque es un cálculo muy complejo de hacer. Este trabajo ha considerado un mecanismo físico dentro de esos modelosque no hemos examinado antes, eso sugiere que los archivos binarios pueden producir suficientes GRB utilizando este método para explicar el número que estamos observando.
"También ha habido un gran dilema sobre la metalicidad de las estrellas que producen explosiones de rayos gamma. Como astrónomos, medimos la composición de las estrellas y la vía dominante para las explosiones de rayos gamma requiere muy pocos átomos de hierro u otros elementos pesados enla atmósfera estelar. Ha habido un enigma sobre por qué vemos una variedad de composiciones en las estrellas que producen explosiones de rayos gamma, y este modelo ofrece una explicación ".
Ashley agregó: "Este modelo nos permite predecir cómo deberían ser estos sistemas de manera observacional en términos de su temperatura y luminosidad, y cuáles son las propiedades del compañero. Ahora estamos interesados en aplicar este análisis para explorar diferentestransitorios astrofísicos, como ráfagas rápidas de radio, y potencialmente pueden modelar eventos más raros, como agujeros negros en espiral en estrellas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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