Un nuevo estudio revela que los campos magnéticos son comunes en los sistemas estelares que albergan grandes estrellas azules, desafiando creencias anteriores y proporcionando nuevos conocimientos sobre la evolución y la naturaleza explosiva de estas estrellas masivas. Astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), el Observatorio Europeo Austral (ESO) y el Instituto Kavli y el Departamento de Física del MIT han descubierto que los campos magnéticos son mucho más comunes de lo que los científicos pensaban anteriormente en sistemas estelares múltiples con al menos una estrella azul gigante y caliente.
Estos resultados mejoran significativamente nuestra comprensión de las estrellas masivas y su papel como progenitoras de explosiones de supernovas.
Características de las estrellas de tipo O
Las estrellas azules llamadas de tipo O se encuentran entre las estrellas más masivas del universo, con una masa más de 18 veces la del Sol. Aunque son raros, tienen alta temperatura y gran luminosidad. Entre las 90 estrellas más brillantes que se pueden ver desde la tierra, 4 pertenecen a este tipo de estrellas.
Son de extraordinaria importancia porque impulsan procesos físicos de alta energía que influyen en la estructura de toda la galaxia y hacen que las regiones entre las estrellas sean ricas en sustancias químicas. Estas estrellas suelen estar situadas en regiones de formación estelar activa, como los brazos espirales de las galaxias, o galaxias en proceso de colisiones o fusiones.
Este tipo de estrellas masivas son especialmente interesantes para los estudios magnéticos porque terminan explosivamente su evolución como supernovas, dejando como remanente un objeto compacto como una estrella de neutrones o un agujero negro.
Sistemas estelares binarios y su evolución.
Una estrella binaria es un sistema que consta de dos estrellas unidas gravitacionalmente que orbitan entre sí. Si ambos componentes son estrellas de tipo O, el sistema puede convertirse en un binario celeste compacto. Las estrellas muy masivas terminan en agujeros negros, mientras que las estrellas menos masivas de tipo O eventualmente se convierten en estrellas de neutrones cuando "mueren" como supernovas. Las estrellas binarias pueden terminar como dos estrellas de neutrones, una estrella de neutrones y un agujero negro, o dos agujeros negros. Las órbitas de estos objetos se degradan por la emisión de ondas gravitacionales, que pueden observarse mediante detectores de ondas gravitacionales.
Vientos estelares y magnetosfera.
Al igual que el Sol, las estrellas masivas tienen vientos estelares: corrientes de partículas cargadas de energía. Estos vientos de plasma reaccionan a los campos magnéticos y forman una estructura llamada magnetosfera. Todas las estrellas y planetas con campos magnéticos, incluida la Tierra, tienen una magnetosfera. Protege a la Tierra de la radiación cósmica de alta energía. El plasma puede moverse a velocidades de miles de kilómetros por segundo y está sujeto a una tremenda fuerza centrífuga. Se ha sugerido que este mecanismo magnético puede ser responsable de las explosiones muy compactas de estrellas masivas, asociadas con estallidos duraderos de rayos gamma, destellos de rayos X y otras firmas de supernovas.
Campos magnéticos en estrellas masivas
Aunque hace décadas se propusieron explicaciones teóricas para la influencia de los campos magnéticos en las supernovas o en los estallidos de rayos gamma de larga duración, desde entonces sólo se ha informado que 11 estrellas de tipo O poseen campos magnéticos. Todas las estrellas menos una son binarias simples o amplias. Este es un hecho muy desconcertante porque estudios anteriores han demostrado que más del 90% de las estrellas de tipo O se forman en sistemas múltiples, con dos o más estrellas. De hecho, muchos teóricos están desconcertados por el pequeño número de campos magnéticos detectados en estrellas masivas, porque no pueden explicar algunas de las características físicas observadas en los multisistemas sin tener en cuenta los efectos de los campos magnéticos.
Para resolver esta contradicción, los autores llevaron a cabo un estudio del campo magnético utilizando observaciones espectroscópicas de búsqueda de dirección de archivos de sistemas estelares con al menos una composición de tipo O. La espectropolarimetría mide la polarización de la luz y proporciona información sobre si hay un campo magnético presente en la estrella. Utilizaron datos del espectropolarímetro de alta resolución HARPS, montado en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo Austral en La Silla, Chile, y del ESPaDOnS, montado en el Telescopio Canadá-Francia-Hawái en Mauna Kea. Para analizar los datos, desarrollaron un procedimiento especial y complejo de medición del campo magnético.
"Para nuestra sorpresa, los resultados mostraron una incidencia muy alta de magnetismo en estos sistemas multiplex. De los 36 sistemas estudiados, 22 detectaron definitivamente un campo magnético y sólo 3 no mostraron ningún signo de campo magnético", explica el Dr. Silva Järvinen del Departamento de Física Estelar y Exoplanetas del AIP.
"La gran cantidad de sistemas con componentes magnéticos es un misterio, pero bien puede indicar que estas estrellas crecieron en sistemas binarios y que las interacciones entre los componentes del sistema, como la transferencia de masa entre dos estrellas o incluso los eventos de fusión entre dos estrellas, desempeñaron un papel decisivo en la generación de los campos magnéticos de estrellas masivas. Este trabajo es también la primera confirmación observacional de las suposiciones teóricas propuestas anteriormente sobre cómo el campo magnético de una estrella afecta su muerte, provocando que explote más rápido y con más energía".
Fuente compilada: ScitechDaily