La curva de luz K2 (curva dentada negra) se plegó durante un período de 71,23 minutos. La curva roja representa un modelo geométrico simple con un eclipse total de 5 minutos de duración y una contribución del 9% para emular un efecto de iluminación en la estrella compañera. La curva azul es el ajuste al modelo basado en la longitud de las observaciones K2. Crédito:Bishop's University
Un equipo internacional de astrónomos que utiliza datos del telescopio espacial Kepler rejuvenecido ha descubierto una joya rara:un sistema binario que consiste en una estrella fallida, también conocida como enana marrón, y el remanente de una estrella muerta conocida como enana blanca. Y una de las propiedades que hace que este binario sea tan notable es que el período orbital de los dos objetos es de solo 71,2 minutos. Esto significa que las velocidades de las estrellas mientras orbitan entre sí son de unos 100 km / seg (una velocidad que le permitiría cruzar el Atlántico en menos de un minuto). Usando cinco telescopios terrestres diferentes en tres continentes, el equipo pudo deducir que este sistema binario consta de una estrella fallida con una masa de aproximadamente el 6,7% de la del Sol (equivalente a 67 masas de Júpiter) y una enana blanca que tiene una masa de aproximadamente el 40% de la masa del sol. También han determinado que la enana blanca comenzará a canibalizar a la enana marrón en menos de 250 millones de años, lo que convierte a esta binaria en la variable pre-cataclísmica de período más corto jamás descubierta.
La estrella enana blanca caliente había sido identificada originalmente por SDSS como WD1202-024 y se pensó que era una estrella aislada. El hecho de que en realidad es un miembro de un binario muy cercano de 71 minutos fue anunciado por el Dr. Lorne Nelson de la Universidad de Bishop en la reunión semestral de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Austin. TX el 6 de junio (vea el enlace a la derecha para una versión concatenada del webcast de la conferencia de prensa). El Dr. Saul Rappaport (M.I.T.) y Andrew Vanderburg (Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard) estaban analizando las curvas de luz de más de 28, 000 objetivos K2 cuando una observación llamó su atención. A diferencia de los tránsitos de exoplanetas que pasan frente a sus estrellas anfitrionas y provocan una pequeña atenuación en el brillo de la estrella, esta curva de luz mostraba eclipses razonablemente profundos y amplios con una contribución sinusoidal al brillo entre eclipses que se cree que se debe a una iluminación del componente frío por la enana blanca mucho más caliente.
El equipo ideó rápidamente un modelo para el binario que mostraba que era consistente con una enana blanca caliente compuesta de helio eclipsada por una compañera enana marrón mucho más fría y de menor masa que se ve casi de canto.
El destino final de WD1202 como variable cataclísmica. La enana marrón desborda su lóbulo de Roche en forma de lágrima y pierde masa frente a la enana blanca compacta. Un disco de acumulación de gas hidrógeno caliente rodea a la enana blanca. Crédito:Bishop's University
Pero quedaban algunas preguntas importantes. Como dijo Lorne Nelson, "Habíamos construido un modelo robusto, pero aún teníamos que abordar los problemas del 'panorama general', como cómo se formó este sistema y cuál sería su destino final". Para abordar esta cuestión, el equipo utilizó sofisticados modelos informáticos para simular la formación y evolución de WD1202. Según su escenario, el binario primordial consistía en una estrella ordinaria de 1.25 de masa solar y una enana marrón que estaban en una órbita de 150 días entre sí. La estrella se expandió a medida que envejecía convirtiéndose en una gigante roja que luego envolvió a su compañera enana marrón. Como explica Nelson, "Es similar a un efecto de batidor de huevos. La enana marrón gira en espiral hacia el centro de la gigante roja y hace que la mayor parte de la masa de la gigante roja se levante del núcleo y sea expulsada. El resultado es una enano en un extraordinariamente apretado, órbita de período corto con el núcleo de helio caliente del gigante. Ese núcleo luego se enfría y se convierte en la enana blanca que observamos hoy ". Según sus cálculos, el binario primordial se formó hace unos 3 mil millones de años y la fase de envoltura común ocurrió relativamente recientemente, hace unos 50 millones de años.
Entonces, ¿qué pasará en el futuro? El equipo cree que la emisión de ondas gravitacionales agotará la energía orbital del binario de modo que en unos 250 millones de años (o menos), la separación entre la enana blanca y la enana marrón será tan pequeña que la enana marrón comenzará a ser canibalizada por su vecina enana blanca. Cuando esto pasa, el binario exhibirá todas las características de una variable cataclísmica (CV), como una curva de luz parpadeante debido a la acumulación de un disco que rodea a la enana blanca. Por esta razón, el equipo cree que se puede hacer referencia al sistema WD1202 como el pre-CV de período más corto que se ha descubierto hasta la fecha.
Esta investigación ha sido enviada a la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society como un artículo titulado "WD 1202-024:La variable pre-cataclísmica del período más corto".
WD1202-024 fue descubierto de forma independiente por un grupo que incluye a Steven Parsons (U. Sheffield). Por mutuo acuerdo, Ambos documentos de descubrimiento se enviaron simultáneamente a la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (preprint:arxiv.org/abs/1705.05856) en mayo de 2017. Sus conclusiones sobre las propiedades de WD1202 son similares a las presentadas en este artículo.
