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Una enana blanca azota a una enana roja con un látigo de radiación

El sistema AR Scorpii se conocía desde hacía décadas pero ahora se ha descubierto que es un nuevo tipo de estrella binaria. Está formado por una estrella enana blanca que gira a gran velocidad, impulsando electrones que, a su vez, lanzan haces de radiación hacia su compañera: una enana roja. Las ráfagas hacen que todo el sistema brille y se atenúe cada 1,97 minutos.

Ilustración del exótico sistema binario estelar AR Scorpii, donde una enana blanca impulsa electrones que sueltan ráfagas de radiación hacia la enana roja, haciendo que todo el sistema pulse cada 1,97 minutos. / M. Garlick/University of Warwick/ESO

En mayo de 2015, un equipo de astrónomos aficionados de Alemania, Bélgica y Reino Unido se fijó en un sistema estelar que presentaba comportamientos diferentes a todo lo que habían visto hasta entonces. Con la ayuda de multitud de telescopios terrestres y espaciales y una serie de observaciones de seguimiento dirigidas por la Universidad de Warwick (Reino Unido) se ha descubierto la verdadera naturaleza de este sistema que, previamente, había sido mal identificado.

Los pulsos de radiación van desde el ultravioleta hasta las ondas de radio, algo que nunca se había detectado en un sistema estelar con una enana blanca

El sistema estelar AR Scorpii (AR Sco para abreviar) se encuentra en la constelación de Escorpio, a 380 años luz de la Tierra. Se compone de una enana blanca de rápido giro, del tamaño de la Tierra pero con 200.000 veces más masa, y de una compañera enana roja fría con un tercio de la masa del Sol. Ambas se orbitan mutuamente cada 3,6 horas en una danza cósmica tan regular como un reloj.

Este singular sistema estelar binario muestra un extraño comportamiento. Altamente magnética y con una rápida rotación, la enana blanca de AR Sco acelera electrones hasta casi la velocidad de la luz. En su camino a través del espacio, estas partículas de alta energía liberan radiación en forma de haz (parecido al de los faros) que azota la cara de la fría estrella enana roja, causando que el sistema entero brille y se atenúe cada 1,97 minutos. Estos potentes pulsos incluyen radiación desde el ultravioleta hasta frecuencias de radio, algo que nunca antes se había detectado en un sistema estelar con una enana blanca.

Observación de algo extraordinario

El investigador responsable del proyecto, Tom Marsh, del Grupo de Astrofísica de la Universidad de Warwick, afirma: “AR Scorpii fue descubierto hace más de 40 años, pero su verdadera naturaleza no ha sido desvelada hasta que empezamos a observar en el año 2015. Nos dimos cuenta de que estábamos viendo algo extraordinario pocos minutos después de comenzar las observaciones”.

La fuente de los electrones es un gran misterio, ya que no queda claro si está relacionada con la enana blanca o la roja

Las propiedades observadas en AR Sco son únicas y enigmáticas. La radiación en una amplia gama de frecuencias es indicativa de la emisión de electrones acelerados en los campos magnéticos, lo cual puede explicarse por la rápida rotación de la enana blanca de AR Sco. La fuente de los electrones, sin embargo, es un gran misterio, ya que no queda claro si está relacionada con la enana blanca en sí misma o con su compañera, más fría.

AR Scorpii fue observada por primera vez a principios de la década de 1970 y las fluctuaciones regulares en el brillo, que se dan cada 3,6 horas, llevaron a clasificarla incorrectamente como una solitaria estrella variable (cuyo brillo fluctúa por las propiedades de la propia estrella o porque algún objeto la eclipse).

Sin embargo, la verdadera fuente de la luminosidad variable de AR Scorpii fue revelada gracias a los esfuerzos combinados de los astrónomos aficionados y de los profesionales. Ya se había observado con anterioridad un comportamiento pulsante similar, típico de estrellas de neutrones (uno de los objetos celestes más densos conocidos en el universo) más que de enanas blancas.

Boris Gänsicke, coautor del nuevo estudio, también de la Universidad de Warwick, concluye: "Sabemos de la existencia de estrellas de neutrones pulsantes desde hace casi cincuenta años, y algunas teorías predecían que las enanas blancas podrían mostrar comportamientos similares. Es muy emocionante haber descubierto un sistema de este tipo y ha sido un fantástico ejemplo de trabajo en equipo entre astrónomos aficionados y académicos".

Las observaciones de esta investigación se llevaron a cabo con el VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO), ubicado en Cerro Paranal (Chile); los telescopios William Herschel e Isaac Newton del Grupo Isaac Newton de Telescopios, situados en la isla española de La Palma, en Canarias; el conjunto Australia Telescope Compact Array, en el Observatorio de Paul Wild, en Narrabri (Australia); el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA); y el satélite Swift de la NASA.

Fuente: ESO
Derechos: Creative Commons
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