El GTC permite descubrir la primera enana blanca pulsante en un sistema binario eclipsante

Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Sheffield y en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias, ha descubierto la primera estrella enana blanca pulsante en un sistema binario eclipsante. Este tipo de binaria, o sistema de estrellas dobles, está compuesto por dos estrellas que orbitan entre sí y que pasan periódicamente una frente a la otra, vistas desde la Tierra. Una de las estrellas que forman el sistema observado es una enana blanca, el remanente que queda cuando una estrella como el Sol agota su combustible nuclear. Gracias a este hallazgo, los científicos pueden ver en detalle, por primera vez, cómo la evolución de la binaria ha afectado a la estructura interna de una enana blanca.

Determinar de qué está hecha una enana blanca no es fácil. Estos objetos tienen cerca de la mitad de la masa del Sol comprimida en aproximadamente el tamaño de la Tierra, por lo que la gravedad es extremadamente fuerte, alrededor de un millón de veces más grande que en nuestro planeta. De esta forma, en la superficie de una enana blanca una persona promedio pesaría alrededor de 60.000.000 kg.

“La gravedad hace que todos los elementos pesados de la enana blanca se hundan en el centro, dejando sólo los elementos más ligeros en la superficie ­–explica Steven Parsons, investigador del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Sheffield, quien ha dirigido el estudio–, por lo que la verdadera composición de la misma permanece escondida debajo”.

Para investigar la estructura oculta de la enana blanca, los científicos utilizaron diferentes técnicas. “Esta estrella pulsante es extremadamente importante ya que podemos usar el movimiento y el eclipse de la binaria para medir independientemente su masa y radio, lo que nos ayuda a determinar de qué está hecha”, señala Parsons­.

Aunque se cree que la mayoría de las enanas blancas están compuestas principalmente de carbono y oxígeno, esta particular enana blanca ha sorprendido a los científicos por estar hecha, sobre todo, de helio. El equipo supone que esta circunstancia se debe a que su compañera estelar interrumpió su evolución antes de que tuviera la oportunidad de fusionar el helio con el carbono y el oxígeno.

“Lo más interesante es que las dos estrellas de este sistema binario han interactuado entre sí en el pasado, transfiriendo material de ida y vuelta entre ellas, –añade el astrofísico­–, por lo que podemos ver cómo la evolución de la binaria ha afectado a la estructura interna de la enana blanca, algo que no hemos podido hacer antes para este tipo de sistemas”.

Los científicos combinaron el estudio de los eclipses con la astrosismología, técnica que consiste en medir la rapidez con que las ondas sonoras viajan a través de la enana blanca. Para observar las rápidas y sutiles pulsaciones de la estrella, utilizaron HiPERCAM, una revolucionaria cámara de alta velocidad desarrollada por un equipo dirigido por Vikram S. Dhillon, astrofísico de la Universidad de Sheffield e investigador afiliado del IAC.

Este instrumento, instalado en el Gran Telescopio Canarias (GTC) del Observatorio del Roque de los Muchachos, puede tomar una foto cada milisegundo en cinco colores diferentes simultáneamente. “Este excitante descubrimiento científico no habría sido posible sin la combinación de la gran potencia de captación de luz del GTC con la capacidad de alta velocidad y multicolor de HiPERCAM”, subraya Dhillon.

El siguiente paso de la investigación será continuar observando a la enana blanca para registrar tantas pulsaciones como sea posible utilizando HiPERCAM y el Telescopio Espacial Hubble.
Artículo: Steven G. Parsons et al. “A pulsating white dwarf in an eclipsing binary”. Nature Astronomy, March 2020. DOI:10.1038/s41550-020-1037-z