Las olas altas de Three Suns se estrellaron contra una estrella enorme en las olas estelares

Cambridge, MA – Un sistema estelar extremo está dando un nuevo significado a la frase «surfear».

El sistema estelar ha intrigado a los investigadores porque es la «estrella del latido del corazón» más dramática registrada. Los nuevos modelos ahora han revelado que las olas gigantes, generadas por las mareas, rompen con frecuencia en una de las estrellas del sistema, la primera vez que se ve este fenómeno en una estrella.

Las estrellas del latido del corazón son estrellas en pares cercanos que pulsan periódicamente en brillo, como el ritmo de un corazón pulsante en un electrocardiograma. Las estrellas en sus sistemas de latidos del corazón giran a través de órbitas elípticas alargadas. A medida que las estrellas se acercan, la gravedad de las estrellas crea mareas, al igual que la Luna crea mareas oceánicas en la Tierra. Las mareas estiran y distorsionan las formas de las estrellas, cambiando la cantidad de luz que se ve proveniente de ellas cuando sus lados anchos o estrechos miran alternativamente hacia la Tierra.

Un nuevo estudio explica por qué las fluctuaciones de brillo de un sistema estelar particularmente pulsante miden unas 200 veces más que las estrellas típicas que pulsan el corazón. La razón: las olas gigantes que ruedan a través de la estrella más grande, se disparan cuando la estrella compañera más pequeña hace pases cercanos de manera regular. El estudio encuentra que estos maremotos alcanzan alturas y velocidades tan grandes que rompen como las olas del océano y chocan contra la superficie de la gran estrella.

El sistema, que los astrónomos han denominado «estrella catástrofe», proporciona una visión sin precedentes de cómo interactúan las estrellas masivas.

«Cada colisión de los gigantescos maremotos de la estrella libera suficiente energía para romper todo nuestro planeta varios cientos de veces», dice. morgan macleodBecario postdoctoral en astrofísica teórica Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA) y autor de un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy que informa sobre los hallazgos. «Estas son olas realmente grandes».

Sin embargo, según el prof. Abraham (Avi) Loebasesor de MacLeod, director del Instituto de Teoría y Computación de CfA y coautor del artículo, «Las olas que rompen en las estrellas son tan hermosas como las de las costas de nuestros océanos».

Las estrellas que pulsan el corazón se vieron por primera vez cuando el telescopio espacial Kepler de la NASA para la búsqueda de exoplanetas seleccionó pulsos sutiles de brillo estelar.

Sin embargo, la estrella de la angustia extrema es cualquier cosa menos sutil. La estrella más grande del sistema tiene unas 35 veces la masa del Sol y, junto con su estrella compañera más pequeña, se denomina oficialmente MACHO 80.7443.1718, no debido a ninguna fuerza estelar, sino porque los cambios de brillo del sistema fueron registrados por primera vez por el proyecto MACHO en la década de 1990, que buscaba obtener señales de materia oscura en nuestra galaxia.

La mayoría de los púlsares varían en brillo solo un 0,1 %, pero MACHO 80.7443.1718 catapultó a los astrónomos por sus dramáticas fluctuaciones de brillo sin precedentes, hacia arriba y hacia abajo en un 20 %. «No sabemos de ninguna otra estrella palpitante que varíe tanto», dice MacLeod.

Para desentrañar el misterio, MacLeod creó un modelo informático de MACHO 80.7443.1718. Su modelo representaba cómo la interacción gravitacional de las dos estrellas genera enormes mareas en la estrella más grande. Los maremotos resultantes se elevan hasta aproximadamente una quinta parte del radio de la estrella gigante, lo que equivale a olas de unos tres soles de altura apiladas una encima de la otra, o alrededor de 2,7 millones de millas de altura.

Las simulaciones muestran que las olas masivas comienzan como protuberancias suaves y ordenadas, como las olas del agua del océano, antes de enrollarse sobre sí mismas y romperse. Como saben los amantes de la playa, las olas del océano que chocan con fuerza liberan espuma marina y burbujas, dejando «un gran desastre espumoso» donde antes había una ola suave, dice MacLeod.

El modelo de MacLeod muestra que la liberación masiva de energía de las olas rompiendo en MACHO 80.7443.1718 tiene dos efectos. Gira la superficie estelar cada vez más rápido, expulsando gas estelar hacia afuera para formar una atmósfera estelar giratoria y brillante.

Aproximadamente una vez al mes, las dos estrellas se cruzan y una nueva ola monstruosa atraviesa la superficie de una estrella desconsolada. Acumulativamente, esta agitación hizo que la estrella masiva en MACHO 80.7443.1718 sobresaliera en el ecuador un 50% más que en sus polos. Y con cada nueva ola que pasa, se desecha más material, como «corteza de pizza girada mezclada con trocitos de queso y salsa», dice MacLeod. El brillo característico de esta atmósfera fue una de las principales pistas de que las ondas se refractaban en la superficie de la estrella, según Macleod.

Dado que MACHO 80.7443.1718 no tiene precedentes, es poco probable que sea único. De los casi 1.000 púlsares detectados hasta ahora, unos 20 muestran grandes fluctuaciones de brillo que se acercan a las del sistema simulado por MacLeod y Loeb. «Esta estrella desgarradora podría ser la primera de una clase creciente de objetos astronómicos», dice MacLeod. «Ya estamos planeando buscar más estrellas desgarradoras, buscando las atmósferas brillantes que desprenden las olas rompientes».

A fin de cuentas, MacLeod dice que tenemos suerte de haber descubierto la estrella en este punto: «Estamos presenciando un momento breve y transformador en una larga vida estelar». Y al observar las olas masivas rodar a través de una superficie estelar, los astrónomos esperan obtener una comprensión de cómo las interacciones cercanas dan forma a la evolución de los pares estelares.