En 2013, la Agencia Espacial Europea (ESA) desplegó el gaia misión, un observatorio espacial diseñado para medir las posiciones de los movimientos de los cuerpos celestes. Durante los últimos cuatro años, gaia ha estado estudiando estrellas distantes, planetas, cometas, asteroides, cuásares y otros objetos astronómicos, y los datos que ha adquirido se utilizarán para construir el catálogo espacial en 3D más grande y preciso jamás realizado, con un total de 1000 millones de objetos.
El segundo lanzamiento de gaia datos, que tuvo lugar el 25 de abril de 2018, ya ha dado lugar a una serie de impresionantes descubrimientos. La última fue realizada por un equipo internacional de científicos que identificó 13.928 enanas blancas dentro de 100 parsecs (326 años luz) del Sol, muchos de los cuales se formaron a través de fusiones. Esta es la primera vez que las estrellas enanas blancas se detectan directamente dentro del vecindario solar.
El estudio que describe sus hallazgos, “Gaia revela evidencia de enanas blancas fusionadas“, apareció recientemente en línea y está siendo considerado para su publicación en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. El estudio fue dirigido por el Dr. Mukremin Kilic, profesor asociado de la Universidad de Oklahoma, e incluyó a miembros de la Instituto de Astronomía de la Universidad de Edimburgo y el Universidad de Montreal.
Básicamente, las enanas blancas son lo que pasa con la mayoría de las estrellas (con masas inferiores a 8 masas solares) una vez que salen de la fase de secuencia principal de sus vidas. Esto consiste en una estrella que agota su combustible de hidrógeno y se expande varias veces su tamaño (entrando en su fase de rama gigante roja). Luego, estas estrellas se desprenden de sus capas externas (una supernova) y dejan atrás un remanente de enana blanca.
Al estudiarlas, los astrónomos pueden aprender mucho más sobre el ciclo de vida de las estrellas y cómo evolucionan. Como explicó el Dr. Kilic a Universe Today por correo electrónico:
“[W]Básicamente, estamos haciendo arqueología galáctica cuando estudiamos las enanas blancas cercanas. Nos cuentan sobre las edades y las historias de formación estelar del disco y el halo galácticos. Más importante aún, las enanas blancas explotan como una supernova de Tipo Ia cuando alcanzan 1,4 veces la masa del Sol. Usamos estas supernovas para estudiar la forma del Universo y concluir que la expansión del universo se está acelerando. Sin embargo, aún no hemos encontrado los sistemas progenitores de estas supernovas. Uno de los canales para formar supernovas de Tipo Ia es a través de fusiones de enanas blancas. Por lo tanto, la detección directa de enanas blancas fusionadas es importante para comprender la frecuencia de estas fusiones de enanas blancas”.
Sin embargo, hasta hace poco solo se han encontrado unos pocos cientos de estrellas blancas dentro del vecindario galáctico local (500 dentro de un radio de 40 parsec). Además, los astrónomos solo pudieron obtener mediciones precisas de paralaje (distancia) para aproximadamente la mitad de estos. Pero gracias a la gaia datos, la cantidad de sistemas de enanas blancas que los astrónomos pueden estudiar ha aumentado exponencialmente.
Gaia proporcionaron medidas de distancia”, dijo Kilic. “Ahora podemos crear muestras completas de enanas blancas dentro de un volumen determinado. Por ejemplo, antes de gaia, solo conocíamos unas 100 enanas blancas a 20 parsecs del Sol. Con Gaia Data Release 2, identificamos más de 13,000 enanas blancas dentro de los 100 parsecs del Sol. ¡La diferencia en números es increíble!”
El gaia Los datos también fueron útiles para determinar la naturaleza de estos sistemas de enanas blancas y cómo se formaron. Como indican en su estudio, investigaciones previas han demostrado que la mayoría de las estrellas enanas blancas en nuestra galaxia local (aproximadamente el 56 %) son producto de la evolución de una sola estrella, mientras que del 7 al 23 % son producto de fusiones entre binarias. El resto eran binarias de enanas blancas, o binarias con una enana blanca y una estrella de secuencia principal.
Utilizando el gaia Los datos, que incluyeron los datos de color y distribución de miles de estrellas enanas blancas dentro de ~ 326 años luz del Sol, el equipo pudo determinar qué tan masivas son estas estrellas. Esto, a su vez, proporcionó pistas vitales sobre cómo se formaron, lo que indicó que las fusiones eran mucho más comunes de lo que sugerían estudios anteriores. Como explica Kilic:
“Las enanas blancas masivas tienden a ser más pequeñas, lo que significa que también son más débiles (ya que tienen un área de superficie más pequeña). Dado que Gaia nos dio una muestra completa de enanas blancas dentro de los 100 parsecs del Sol, por primera vez pudimos derivar la distribución de magnitud (de ahí la distribución de masa) de miles de enanas blancas y encontrar una gran fracción de enanas blancas masivas. . Vemos que la cantidad de enanas blancas masivas es significativamente mayor de lo esperado a partir de la evolución de una sola estrella. Por lo tanto, llegamos a la conclusión de que muchas de estas enanas blancas masivas en realidad se formaron a través de fusiones en sistemas previamente binarios”.
A partir de esto, el equipo pudo ensamblar el primer confiable Diagrama de Hertzsprung-Russell para estrellas enanas blancas de campo cercano, así como estimaciones sobre la frecuencia con la que se fusionan las binarias de enanas blancas. Como indicó Kilic, esto podría tener implicaciones significativas para otras áreas de estudio astronómico.
«Basándonos en la frecuencia de estas enanas blancas individuales que se formaron a través de fusiones, podemos estimar cuántas fusiones de enanas blancas ocurren en promedio y con qué distribución masiva», dijo. “Entonces podemos inferir la tasa de supernovas de Tipo Ia a partir de estas fusiones y ver si es suficiente para explicar parte o la totalidad de las explosiones de supernovas Ia. Esta es un área de investigación en curso y estoy seguro de que muy pronto obtendremos algunos resultados”.
Estos hallazgos son otra joya por venir del segundo gaia publicación de datos, que ha demostrado ser un tesoro para los astrónomos. El tercer lanzamiento de gaia datos está programado para finales de 2020, y el catálogo final se publicará en la década de 2020. Mientras tanto, ya se ha aprobado una prórroga para el gaia misión, que ahora permanecerá en funcionamiento hasta finales de 2020 (por confirmar a finales de este año).
Otras lecturas: arXiv
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