Los astrónomos que utilizan observaciones de las misiones Kepler y Swift de la NASA han descubierto un lote de estrellas que giran rápidamente y que producen rayos X en más de 100 veces los niveles máximos jamás vistos desde el sol. Las estrellas, que giran tan rápido que han sido aplastados en forma de calabaza, se cree que son el resultado de sistemas binarios cercanos donde dos estrellas similares al sol se fusionan.

"Estas 18 estrellas giran en unos pocos días en promedio, mientras el sol tarda casi un mes, "dijo Steve Howell, un científico investigador senior en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, y líder del equipo. "La rotación rápida amplifica el mismo tipo de actividad que vemos en el sol, como manchas solares y erupciones solares, y esencialmente lo envía a toda marcha ".

El miembro más extremo del grupo, un gigante naranja de tipo K apodado KSw 71, es más de 10 veces más grande que el sol, rota en solo 5,5 días, y produce emisión de rayos X 4, 000 veces mayor que el sol al máximo solar.

Estas raras estrellas se encontraron como parte de un estudio de rayos X del campo de visión original de Kepler, un parche del cielo que comprende partes de las constelaciones Cygnus y Lyra. De mayo de 2009 a mayo de 2013, Kepler midió el brillo de más de 150, 000 estrellas en esta región para detectar el oscurecimiento regular de los planetas que pasan frente a sus estrellas anfitrionas. La misión fue inmensamente exitosa, compensando más de 2, 300 exoplanetas confirmados y casi 5, 000 candidatos hasta la fecha. Una misión extendida en curso, llamado K2, continúa este trabajo en áreas del cielo ubicadas a lo largo de la eclíptica, el plano de la órbita de la Tierra alrededor del sol.

"Un beneficio adicional de la misión Kepler es que su campo de visión inicial es ahora una de las partes del cielo mejor estudiadas, "dijo el miembro del equipo Padi Boyd, investigador del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien diseñó la encuesta Swift. Por ejemplo, Toda el área fue observada en luz infrarroja por el Explorador de encuestas infrarrojas de campo amplio de la NASA, y el Galaxy Evolution Explorer de la NASA observó muchas partes en el ultravioleta. "Nuestro grupo estaba buscando fuentes de rayos X variables con contrapartes ópticas vistas por Kepler, galaxias especialmente activas, donde un agujero negro central impulsa las emisiones, " Ella explicó.

Usando los telescopios de rayos X y ultravioleta / óptico a bordo de Swift, los investigadores llevaron a cabo el estudio de estrellas y galaxias activas de Kepler-Swift (KSwAGS), imaginando unos seis grados cuadrados, o 12 veces el tamaño aparente de una luna llena, en el campo de Kepler.

"Con KSwAGS encontramos 93 nuevas fuentes de rayos X, aproximadamente dividido uniformemente entre galaxias activas y varios tipos de estrellas de rayos X, "dijo Krista Lynne Smith, miembro del equipo, estudiante de posgrado en la Universidad de Maryland, College Park, quien dirigió el análisis de datos de Swift. "Muchas de estas fuentes nunca se han observado antes en rayos X o luz ultravioleta".

Para las fuentes más brillantes, el equipo obtuvo espectros utilizando el telescopio de 200 pulgadas en el Observatorio Palomar en California. Estos espectros proporcionan retratos químicos detallados de las estrellas y muestran una clara evidencia de una actividad estelar mejorada. líneas de diagnóstico particularmente fuertes de calcio e hidrógeno.

Los investigadores utilizaron las mediciones de Kepler para determinar los períodos de rotación y los tamaños de 10 de las estrellas. que van de 2,9 a 10,5 veces más grandes que el sol. Sus temperaturas superficiales varían de algo más caliente a ligeramente más fría que la del sol, principalmente que abarcan los tipos espectrales F a K. Los astrónomos clasifican las estrellas como subgigantes y gigantes, que son fases evolutivas más avanzadas que las del sol causadas por un mayor agotamiento de su fuente de combustible primaria, hidrógeno. Todos ellos eventualmente se convertirán en estrellas gigantes rojas mucho más grandes.

Un artículo que detalla los hallazgos se publicará en la edición del 1 de noviembre de la Diario astrofísico y ahora está disponible en línea.

Hace cuarenta años, Ronald Webbink de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign señaló que los sistemas binarios cercanos no pueden sobrevivir una vez que el suministro de combustible de una estrella disminuye y comienza a aumentar. Las estrellas se fusionan para formar una sola estrella que gira rápidamente y que inicialmente reside en un disco de "excreción" formado por el gas arrojado durante la fusión. El disco se disipa durante los próximos 100 millones de años, dejando atrás una muy activa, estrella que gira rápidamente.

Howell y sus colegas sugieren que sus 18 estrellas KSwAGS se formaron por este escenario y solo recientemente han disipado sus discos. Identificar tantas estrellas que pasan por una fase de desarrollo tan cósmicamente breve es una verdadera bendición para los astrónomos estelares.

"El modelo de Webbink sugiere que deberíamos encontrar alrededor de 160 de estas estrellas en todo el campo de Kepler, "dijo la coautora Elena Mason, investigador del Observatorio Astronómico del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica de Trieste. "Lo que hemos encontrado está en línea con las expectativas teóricas cuando tenemos en cuenta la pequeña parte del campo que observamos con Swift".

El equipo ya ha extendido sus observaciones de Swift a campos adicionales mapeados por la misión K2.

Ames gestiona las misiones Kepler y K2 para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA en Pasadena, California, gestionó el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace &Technologies Corp. opera el sistema de vuelo con el apoyo del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder.

Goddard gestiona la misión Swift en colaboración con la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park, el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México y Orbital Sciences Corp. en Dulles, Virginia. Otros socios incluyen la Universidad de Leicester y el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard en el Reino Unido, Observatorio de Brera y la Agencia Espacial Italiana en Italia, con colaboradores adicionales en Alemania y Japón.