Astrónomos teorizaron sobre estrellas dentro de estrellas y ahora es realidad

El universo es gigante y lo que vemos es muy poco. Eso es lo más emocionante del espacio: siempre está presente el potencial de encontrar algo completamente desconocido, algo que transforme la ficción en realidad.

Aquí un ejemplo: existe un extraño cuerpo celestial conocido como Objeto de Thorne-Żytkow (TZO). Fue presagiado originalmente en los 70 y parece que este año encontraron el primer TZO no teórico, basados en los cálculos presentados en un paper que aparecerá publicado en la próxima edición de MNRAS.

Los TZO fueron predecidos por el astrónomo Kip Thorne y por Anna Żytkow, quien en ese tiempo era una estudiante de post doctorado en CalTech. Juntos imaginaron qué podría pasar si una estrella de neutrones entra en un sistema binario y se fusiona con una estrella supergigante roja.

Esto no sería como la fusión de dos estrellas promedio. Una estrella de neutrones son los antiguos restos de una estrella que creció mucho y explotó. Sus núcleos permanecen pequeños (alrededor de 20 kilómetros) a medida que arrojan material al espacio. Las rojas supergigantes son las estrellas más grandes de la galaxia, con un radio 800 veces más grandes que nuestro sol, pero no son densas.

Entonces ¿Cómo se vería cuando una estrella gigante se fusiona con el pequeño y súper denso núcleo de otra?

Esta fusión crearía un sistema donde la estrella de neutrones, envuelta en un material difuso, se vería idéntica a una roja supergigante. Pero por dentro, la mayor parte de la energía del sistema todavía vendría desde el núcleo de la estrella

Cómo los procesos convectivos mantienen en acción a un TZO. Imágen: Mike Guidry/EPCC

Eventualmente, y durante el curso de muchos cientos de años, el núcleo de la envoltura y la estrella de neutrones se fusionarían, produciendo un hoyo negro o una estrella de neutrones más grande.

Los TZO involucran mucha física que los astrónomos amarían estudiar, pero identificarlos es difícil porque desde fuera se ven esencialmente igual que una estrella roja supergigante. Distinguir un TZO de una estrella roja supergigante significa mirar la firma química, específicamente hay que analizar su espectro buscando sobreabundancia de litio y otros metales pesados.

Esto es lo que un grupo de astrónomos hizo, comandado por Emily M. Levesque y donde también estaba Żytkow. Analizaron estrellas de la Vía Láctea y las Nubes de Magallanes buscando rasgos estelares previos, prestando especial atención a los lugares donde los datos de temperatura y fotometría indicaban la presencia de una estrella roja supergigante.

Luego llevaron estos datos al observatorio Apache Point en New Mexico y a los telescopios Magallanes en Chile, y los utilizaron para buscar TZOs entre 62 candidatos. Se enfocaron especialmente en analizar el espectro en busca de anomalías entre las relaciones de elementos presentes en una roja supergigante, muestra segura de un TZO.

Entre todas las estrellas destacó una conocida como HV 2112 que está en la Pequeña nube de Magallanes. Análisis espectrales revelaron que la estrella tiene una inusualmente alta concentración de litio, molibdeno y rubidio. Quedó clara la evidencia que la estrella HV 2112 era un TZO y no una roja supergigante.

El descubrimiento en sí fue emocionante, pero lo que a futuro significa este descubrimiento para los astrónomos es lo realmente interesante. Pese a que falta observación adicional para confirmar que la estrella HV 2112 es un TZO, se convertirá en el arquetipo de un nuevo tipo de sistema. También ayudará a que los científicos respondan preguntas permanentes, como qué pasa cuando sistemas binarios gigantes con estrellas de distintos tipos chocan entre ellos.

Y eso es muy asombroso, ¿No? Encontrar un nuevo objeto astronómico enfatiza lo poco que sabemos realmente del universo en que vivimos, y qué podemos ganar explorando nuestra esquina del cosmos.