Una
colaboración internacional consiguió determinar con un nivel de precisión sin
precedentes la masa, la edad y el perfil de rotación del núcleo de una estrella
masiva pulsante.
Según
informa el Instituto de Astrofísica del archipiélago atlántico español de las
Canarias (IAC), que participa en la investigación, los resultados del estudio,
publicado en la revista Nature Astronomy, arrojan nueva luz sobre cómo se
estructuran internamente este tipo de estrellas y cómo evolucionan hasta su
muerte, cuando explosionan como supernovas y forman estrellas de neutrones y
agujeros negros.
La estrella
masiva pulsante HD 192575 fue observada por el satélite TESS de NASA de forma
continua durante más de un año y el equipo científico utilizó también
observaciones realizadas con el telescopio Mercator ubicado en el Observatorio
del Roque de los Muchachos en la isla española La Palma.
Las
estrellas masivas son extremadamente efímeras en el universo, tienen núcleos
muy densos y calientes, queman rápido su combustible y mueren jóvenes, informa
el IAC.
Cuando este
tipo de estrellas colapsan, generan una violenta explosión de supernova y,
dependiendo de su masa y de la estructura de su núcleo, acaban formando una
estrella de neutrones o un agujero negro.
Por ello,
las estrellas masivas son clave para comprender los procesos físicos
responsables de su evolución y para resolver otras cuestiones fundamentales
sobre el Universo.
El estudio
internacional, liderado por la KU Leuven (Bélgica), aplicó la técnica de la
astrosismología para estudiar la variabilidad de la estrella pulsante HD 192575
que el satélite TESS de NASA estuvo observando de manera continuada durante más
de un año.
La
astrosismología es el estudio de las ondas en el interior de las estrellas,
ondas que se ven afectadas por las propiedades internas de las estrellas y por
la rotación de su núcleo, lo que permite acceder a información sobre los
procesos físicos que ocurren internamente a partir de sus cambios de brillo.
En la
actualidad, estos mecanismos siguen sin calibrarse, pero es necesario
comprenderlos para predecir el destino final de las estrellas.
El estudio
de las estrellas masivas requiere de datos de alta precisión y larga duración
para su análisis avanzado y, gracias a la misión TESS, el estudio de HD 192575
alcanzó un nivel de detalle sin precedentes.
“Los
telescopios espaciales como TESS, y antes Kepler, son capaces de observar
estrellas casi ininterrumpidamente durante largos periodos de tiempo, lo que
los convierte en herramientas excelentes para los astrosismólogos”, afirma
Siemen Burssens, investigador de KU Leuven que dirigió el estudio.
“TESS es
especialmente importante para la astrosismología de estrellas masivas, ya que
los telescopios espaciales anteriores generalmente evitaban las estrellas
masivas brillantes”, añade.
Las nuevas
herramientas de modelización desarrolladas en este trabajo han permitido
determinar que la masa de HD 192575 es unas doce veces la del Sol y que tiene
una edad de aproximadamente 15 millones de años.
Esto
convierte a HD 192575 en una de las estrellas más raras y masivas que se han
modelizado mediante astrosismología. Además, se ha descubierto que su núcleo
gira aproximadamente 1,5 veces más rápido que sus capas superficiales, algo que
los modelos actuales no predicen.
“Como un
bailarín de ballet que gira más rápido acercando los brazos extendidos al
cuerpo, el núcleo de HD 192575 debería rotar más aprisa a medida que envejece y
se encoge”, explica Dominic Bowman investigador de KU Leuven y coautor del
estudio.
“Sin
embargo, la velocidad de rotación del núcleo que hemos medido no es tan rápida
en relación con sus capas exteriores como predicen los modelos no magnéticos de
rotación”, añade.
Los datos de
TESS combinados con los del telescopio Mercator, ubicado en el Observatorio del
Roque de los Muchachos en La Palma, y la misión espacial Gaia de la ESA,
permitieron al equipo inferir también con precisión la cantidad de elementos
químicos en el interior de HD 192575 y la masa de su núcleo, que son clave para
predecir la evolución futura de la estrella y su explosión como supernova.
La
determinación precisa de la masa del núcleo, la edad y el perfil de rotación de
HD 192575 convierten a esta estrella masiva en un punto de calibración único
para ajustar los modelos de evolución estelar, que en última instancia son
claves para entender el impacto de las estrellas masivas en la evolución de las
galaxias y la infancia del Universo.
“Esto es
solo el inicio de un camino muy prometedor que pasa por hacer un estudio
similar al realizado en HD 192575 sobre una muestra mucho más grande de
estrellas masivas en nuestra galaxia”, comenta Sergio Simón-Díaz, investigador
del IAC, coautor del artículo e Investigador Principal (IP) del proyecto IACOB.
El IACOB es
una colaboración internacional liderada por el IAC que lleva más de 15 años
haciendo uso de varios telescopios de los Observatorios de Canarias para crear
la base de espectros de estrellas masivas de la Vía Láctea más grande jamás
construida.
“Los
esfuerzos continuados realizados por el proyecto IACOB serán decisivos para
exprimir al máximo los datos del satélite TESS y saltar del estudio pionero
sobre HD 192575 a varios cientos de estrellas decenas de veces más masivas que
nuestro Sol”, concluye Simón-Díaz.
EFE
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