Su libro de texto de astronomía podría describir las enanas blancas como restos fríos y relativamente poco interesantes de estrellas muertas. La existencia previamente inexplicable de enanas blancas retrasadas desafía las expectativas y brilla tan intensamente como algunas estrellas familiares de la secuencia principal durante miles de millones de años.
Los investigadores han descubierto la razón por la que algunas enanas blancas han seguido brillando durante miles de millones de años: es un proceso central en el que los cristales más ligeros se elevan y los líquidos más densos se hunden, equilibrando la energía y manteniendo el brillo de la superficie.
Una nueva investigación realizada por Simon Blouin y coautores de la Universidad de Warwick y el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, revela que en los núcleos de estas estrellas de comportamiento extraño, se forman y flotan cristales menos densos, mientras que los líquidos más densos que contienen impurezas pesadas se hunden. Este proceso de destilación sólido-líquido interrumpe miles de millones de años de enfriamiento y explica todas las propiedades observadas de la población anómala de enanas blancas retrasadas.
Ciclo de vida estelar y enfriamiento de la enana blanca
El ciclo de vida de una estrella comienza en una nebulosa de gas, donde la gravedad comienza a juntar la materia hasta que se acumula suficiente materia como para que el núcleo de un nuevo sol comience a fusionar núcleos de hidrógeno y emita luz al universo. Con el tiempo, la mayoría de las estrellas se quedarán sin combustible nuclear, se desprenderán de sus capas exteriores y entrarán en nebulosas planetarias, convirtiéndose eventualmente en enanas blancas del tamaño de la Tierra que ya no sufrirán fusión nuclear.
Sin una fuente de combustible para la fusión nuclear, se espera que estas estrellas simplemente se enfríen durante el resto de su tiempo. Estas suposiciones sobre el enfriamiento proporcionan la base para las estimaciones de la edad de las enanas blancas, lo que a su vez afecta nuestra comprensión de la formación de la Vía Láctea.
Observaciones del satélite Gaia y resultados de investigaciones.
La expectativa de un enfriamiento de las enanas blancas entra en conflicto con los datos de observación del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, que mostraron en 2019 que la población de enanas blancas aparentemente pudo detener el enfriamiento en más de 8 mil millones de años, lo que es casi el doble de la edad de la Tierra y más de la mitad de la edad del universo desde el Big Bang.
El descubrimiento de Blouin y sus colaboradores explica la razón del brillo persistente de la enana blanca: un "proceso de destilación" en el que se forman cristales ligeros y flotan mientras los líquidos más densos se hunden, lo que resulta en la liberación de energía gravitacional. La energía producida por este proceso equilibra casi por completo la energía irradiada por la enana blanca al espacio, manteniendo la luminosidad y la temperatura de su superficie esencialmente sin cambios.
"En el futuro", explica Blouin, "será importante tener en cuenta este mecanismo cuando se utilicen enanas blancas como relojes cósmicos para medir las edades estelares".
La contribución de Simon Blouin
Simon Blouin es investigador nacional en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA) y estudió con el profesor Falk Herwig en la Universidad de Victoria. Blouin recibió su doctorado en física de la Universidad de Montreal en 2019 y luego completó una investigación postdoctoral en el Laboratorio Nacional de Los Álamos y la Universidad de Victoria en Estados Unidos. Su trabajo utiliza una variedad de técnicas de simulación para mejorar los modelos de enanas blancas. Esto mejora la capacidad de físicos y astrónomos para utilizar estas estrellas como relojes cósmicos precisos, ayudando a inferir la historia de la formación estelar en la Vía Láctea.
En su último trabajo, recién publicado en la revista Nature, Blouin y sus colaboradores identifican el mecanismo que mantiene calientes a las enanas blancas retrasadas durante miles de millones de años, explicando la segunda vida estelar de las enanas blancas.
Compilado de: ScitechDaily