Extraña física en un 'pavo real' del mundo estelar

Un sistema binario clasificado como Wolf-Rayet -estrellas calientes evolucionadas en riesgo de colapso que pierden masa por intensos vientos estelares- rompe todas las reglas en su categoría estelar.

"Aparte de la impresionante imagen, lo más notable de este sistema estelar es la forma en que la expansión de su hermosa espiral de polvo nos dejó totalmente perplejos", dijo Yinuo Han, quien completó la investigación durante su año de honores en la Escuela de Física de la Universidad de Sydney.

"El polvo parece tener mente propia, flotando mucho más lento que los vientos estelares extremos que deberían conducirlo".

Los astrónomos se encontraron con este enigma cuando el sistema fue descubierto hace dos años por un equipo dirigido por el profesor Peter Tuthill de la Universidad de Sydney. Este sistema estelar, a 8.000 años luz de la Tierra, fue nombrado Apep en honor al dios egipcio del caos.

Ahora, la investigación de Han, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, confirma esos hallazgos y revela la extraña física de Apep con un detalle sin precedentes.

Aplicando técnicas de imágenes de alta resolución en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Paranal en Chile, el equipo pudo sondear los procesos subyacentes que crean la espiral que observamos.

"El aumento requerido para producir las imágenes fue como ver un garbanzo en una mesa a 50 kilómetros de distancia", dijo Han.

El equipo fue más allá de confirmar el descubrimiento anterior, produciendo un modelo que coincide con la intrincada estructura en espiral por primera vez, mejorando la capacidad de los científicos para comprender la naturaleza extrema de estas estrellas.

"El hecho de que este modelo relativamente simple pueda reproducir la geometría de la espiral a este nivel de detalle es simplemente hermoso", dijo el profesor Tuthill.

Sin embargo, no toda la física es sencilla. El equipo de Han confirmó que la espiral de polvo se está expandiendo cuatro veces más lento que los vientos estelares medidos, algo inaudito en otros sistemas.

La teoría principal para explicar este comportamiento extraño convierte a Apep en un fuerte competidor para producir un estallido de rayos gamma cuando finalmente explote como supernova, algo nunca antes visto en la Vía Láctea.

LOS PAVOS REALES DEL MUNDO ESTELAR

El doctor Joe Callingham, coautor del estudio de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, dijo: "Ha habido una gran cantidad de investigaciones sobre los sistemas estelares Wolf-Rayet: estos son realmente los pavos reales del mundo estelar. Descubrimientos sobre estos elegantemente objetos hermosos, pero potencialmente peligrosos, está causando un verdadero revuelo en la astronomía ".

Las estrellas Wolf-Rayet son estrellas masivas que han alcanzado su fase estable final antes de convertirse en supernovas y colapsar para formar remanentes compactos como agujeros negros o estrellas de neutrones. "Están haciendo tic-tac como bombas de tiempo", dijo el profesor Tuthill.

"Además de exhibir todo el comportamiento extremo habitual de Wolf-Rayets, la estrella principal de Apep parece estar girando rápidamente. Esto significa que podría tener todos los ingredientes para detonar una larga explosión de rayos gamma cuando se convierte en supernova".

Los estallidos de rayos gamma se encuentran entre los eventos más energéticos del Universo. Y son potencialmente mortales. Si una explosión de rayos gamma impactara la Tierra, podría despojar al planeta de su preciosa capa de ozono, exponiéndonos a todos a la radiación ultravioleta del Sol. Afortunadamente, el eje de rotación de Apep significa que no representa ninguna amenaza para la Tierra.

Los números revelan la naturaleza extrema de Apep. Las dos estrellas son cada una de 10 a 15 veces más masivas que el Sol y más de 100.000 veces más brillantes. Donde la superficie de nuestra estrella de origen es de unos 5.500 grados, las estrellas Wolf-Rayet suelen tener 25.000 grados o más.

Según los hallazgos más recientes del equipo, las estrellas masivas en el binario Apep se orbitan entre sí cada 125 años a una distancia comparable al tamaño de nuestro Sistema Solar.

"Las velocidades de los vientos estelares producidos son simplemente alucinantes", dijo Han. "Están haciendo girar las estrellas a unos 12 millones de kilómetros por hora; eso es un 1 por ciento de la velocidad de la luz.

"Sin embargo, el polvo que produce este sistema se expande mucho más lentamente, aproximadamente a una cuarta parte de la velocidad del viento estelar".

Han dijo que la mejor explicación para esto apunta a la naturaleza de rotación rápida de las estrellas.