Maunakea y Haleakala, Hawai'i - Los astrónomos han descubierto la enana blanca más pequeña y masiva jamás vista. La ceniza humeante, que se formó cuando dos enanas blancas menos masivas se fusionaron, es pesada "y tiene una masa mayor que la de nuestroEl sol en un cuerpo del tamaño de nuestra Luna ", dice Ilaria Caiazzo, investigadora asociada posdoctoral de Sherman Fairchild en astrofísica teórica en Caltech y autora principal del nuevo estudio que aparece en la edición del 1 de julio de la revista Naturaleza . "Puede parecer contradictorio, pero las enanas blancas más pequeñas resultan ser más masivas. Esto se debe al hecho de que las enanas blancas carecen de la combustión nuclear que mantiene a las estrellas normales contra su propia gravedad, y su tamaño está regulado pormecánica cuántica."
El descubrimiento fue realizado por Zwicky Transient Facility, o ZTF, que opera en el Observatorio Palomar de Caltech; dos telescopios de Hawai'i: el Observatorio WM Keck en Maunakea, la isla de Hawai'i y el Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai'i.STARRS Telescopio de reconocimiento panorámico y sistema de respuesta rápida en Haleakala, Maui, ayudó a caracterizar la estrella muerta, junto con el Telescopio Hale de 200 pulgadas en Palomar, el observatorio espacial europeo Gaia y el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA.
Las enanas blancas son los restos colapsados de estrellas que alguna vez fueron aproximadamente ocho veces la masa de nuestro Sol o más ligeras. Nuestro Sol, por ejemplo, después de que se infla por primera vez en una gigante roja en unos 5 mil millones de años, finalmente se desprenderá de sucapas externas y se encogen hasta convertirse en una enana blanca compacta. Aproximadamente el 97 por ciento de todas las estrellas se convierten en enanas blancas.
Mientras nuestro Sol está solo en el espacio sin un compañero estelar, muchas estrellas orbitan alrededor de la otra en pares. Las estrellas envejecen juntas, y si ambas tienen menos de ocho masas solares, ambas evolucionarán a enanas blancas.
El nuevo descubrimiento proporciona un ejemplo de lo que puede suceder después de esta fase. El par de enanas blancas, que giran en espiral entre sí, pierden energía en forma de ondas gravitacionales y finalmente se fusionan. Si las estrellas muertas son lo suficientemente masivas, explotanen lo que se llama una supernova de tipo Ia. Pero si están por debajo de un cierto umbral de masa, se combinan en una nueva enana blanca que es más pesada que cualquiera de las estrellas progenitoras. Este proceso de fusión aumenta el campo magnético de esa estrella y acelera surotación en comparación con la de los progenitores.
Los astrónomos dicen que la pequeña enana blanca recién descubierta, llamada ZTF J1901 + 1458, tomó la última ruta de evolución; sus progenitores se fusionaron y produjeron una enana blanca de 1,35 veces la masa de nuestro Sol. La enana blanca tiene un campo magnético extremo de casi 1mil millones de veces más fuerte que el de nuestro Sol y gira sobre su eje a un ritmo frenético de una revolución cada siete minutos la enana blanca más rápida conocida, llamada EPIC 228939929, gira cada 5,3 minutos.
"Atrapamos este objeto muy interesante que no era lo suficientemente masivo como para explotar", dice Caiazzo. "Realmente estamos probando cuán masiva puede ser una enana blanca".
Es más, Caiazzo y sus colaboradores piensan que la enana blanca fusionada puede ser lo suficientemente masiva como para evolucionar a una estrella muerta rica en neutrones, o estrella de neutrones, que normalmente se forma cuando una estrella mucho más masiva que nuestro Sol explota en una supernova.
"Esto es muy especulativo, pero es posible que la enana blanca sea lo suficientemente masiva como para colapsar aún más en una estrella de neutrones", dice Caiazzo. "Es tan masiva y densa que, en su núcleo, los electrones están siendo capturados por protones ennúcleos para formar neutrones. Debido a que la presión de los electrones empuja contra la fuerza de la gravedad, manteniendo la estrella intacta, el núcleo colapsa cuando se elimina una cantidad suficientemente grande de electrones ".
Si esta hipótesis de formación de estrellas de neutrones es correcta, puede significar que una parte significativa de otras estrellas de neutrones toman forma de esta manera. La proximidad del objeto recién descubierto a unos 130 años luz de distancia y su corta edad unos 100 millones de años.viejos o menos indican que objetos similares pueden ocurrir con mayor frecuencia en nuestra galaxia.
MAGNÉTICO Y RÁPIDO
La enana blanca fue descubierta por primera vez por el colega de Caiazzo, Kevin Burdge, un becario postdoctoral en Caltech, después de buscar a través de imágenes de todo el cielo capturadas por ZTF. Esta enana blanca en particular, cuando se analizó en combinación con datos de Gaia, se destacó por ser muymasivo y con una rotación rápida.
"Nadie ha sido capaz de explorar sistemáticamente fenómenos astronómicos de corta escala en este tipo de escala hasta ahora. Los resultados de estos esfuerzos son asombrosos", dice Burdge, quien, en 2019, dirigió el equipo que descubrió un par de blancoslos enanos se abrazan cada siete minutos.
El equipo luego analizó el espectro de la estrella usando el Espectrómetro de Imágenes de Baja Resolución LRIS del Observatorio Keck, y fue entonces cuando Caiazzo fue golpeada por las firmas de un campo magnético muy poderoso y se dio cuenta de que ella y su equipo habían encontrado algo "muyespecial ", como ella dice. La fuerza del campo magnético junto con la velocidad de rotación de siete minutos del objeto indicó que era el resultado de dos enanas blancas más pequeñas fusionándose en una.
Los datos de Swift, que observa la luz ultravioleta, ayudaron a determinar el tamaño y la masa de la enana blanca. Con un diámetro de 2,670 millas, ZTF J1901 + 1458 asegura el título de la enana blanca más pequeña conocida, superando a los poseedores de récords anteriores,RE J0317-853 y WD 1832 + 089, que tienen cada uno un diámetro de aproximadamente 3,100 millas.
En el futuro, Caiazzo espera usar ZTF para encontrar más enanas blancas como esta y, en general, para estudiar la población en su conjunto. "Hay tantas preguntas que abordar, como cuál es la tasa defusiones de enanas en la galaxia, y ¿es suficiente para explicar el número de supernovas de tipo Ia? ¿Cómo se genera un campo magnético en estos poderosos eventos y por qué hay tanta diversidad en las intensidades del campo magnético entre las enanas blancas?los enanos nacidos de fusiones nos ayudarán a responder a todas estas preguntas y más ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio WM Keck . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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