Los Astrónomos Descubren Estrellas Ultra Cercanas Dentro De La Nebulosa Planetaria M3-1

Estrellas ultra cercanas descubiertas dentro de una nebulosa planetaria

Imagen obtenida con el telescopio espacial Hubble de la nebulosa planetaria M3-1, cuya estrella central es en realidad un sistema binario con uno de los períodos orbitales más cortos conocidos. Crédito: David Jones / Daniel López – IAC

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto dos estrellas en un par binario que completan una órbita alrededor de la otra en poco más de tres horas, residiendo en la nebulosa planetaria M3-1. Sorprendentemente, las estrellas podrían provocar una explosión de nova, un evento completamente inesperado basado en nuestra comprensión actual de la evolución de las estrellas binarias. El equipo, dirigido por David Jones del Instituto Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna, informan sus hallazgos en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Las nebulosas planetarias son las brillantes capas de gas y polvo formadas a partir de las capas externas de estrellas como nuestro propio Sol, que arrojan durante las etapas finales de su evolución. En muchos casos, la interacción con una estrella compañera cercana juega un papel importante en la expulsión de este material y la formación de las estructuras elaboradas que se ven en las nebulosas planetarias resultantes.

La nebulosa planetaria M3-1 se encuentra en la constelación de Canis Major, a una distancia de aproximadamente 14.000 años luz. M3-1 era un firme candidato para albergar una estrella central binaria, ya que su estructura con chorros y filamentos prominentes es típica de estas interacciones entre estrellas binarias.


Una Animación a escala de dos estrellas de la nebulosa planetaria M3-1 en órbita una alrededor de la otra. Su brillo combinado varía dependiendo de si ambos son visibles, o si uno u otro es eclipsado por su compañero. Crédito: David Jones – IAC.

Usando los telescopios del Observatorio Europeo Austral ( ESO ) en Chile, el equipo de Jones analizó M3-1 durante un período de varios años. En el proceso, descubrieron y estudiaron las estrellas binarias en el centro de la nebulosa.

“Sabíamos que M3-1 tenía que albergar una estrella binaria, así que nos dispusimos a adquirir las observaciones necesarias para demostrarlo y relacionar las propiedades de la nebulosa con la evolución de la estrella o las estrellas que la formaron”, dice Brent Miszalski, investigador de el Gran Telescopio de África Meridional y coautor del estudio.

Las dos estrellas están tan juntas que no pueden resolverse desde el suelo, por lo que, en cambio, la presencia de la segunda estrella se infiere de la variación de su brillo combinado observado, más obviamente por eclipses periódicos de una estrella a la otra que producen gotas marcadas. en el brillo.

“Cuando comenzamos las observaciones, quedó claro de inmediato que el sistema era binario”, explica Henri Boffin, investigador del Observatorio Europeo Austral en Alemania. “Vimos que la aparentemente única estrella en el centro de la nebulosa cambiaba rápidamente de brillo, y sabíamos que esto se debía a la presencia de una estrella compañera”.

El equipo descubrió que la estrella central de la nebulosa planetaria M3-1 tiene una de las estrellas centrales binarias de período orbital más corto conocidas hasta la fecha, con poco más de tres horas. Las observaciones de ESO también muestran que las dos estrellas, probablemente una enano blanco con un compañero de secuencia principal de baja masa, son casi conmovedores.

Como resultado, es probable que la pareja experimente la llamada erupción nova, resultado de la transferencia de material de una estrella a la otra. Cuando alcanza una masa crítica, se produce una violenta explosión termonuclear y el brillo del sistema aumenta temporalmente hasta un millón de veces.

“Después de las diversas campañas de observación en Chile, tuvimos suficientes datos para comenzar a comprender las propiedades de las dos estrellas: sus masas, temperaturas y radios”, dice Paulina Sowicka, estudiante de doctorado en el Centro Astronómico Nicolás Copérnico en Polonia. “Fue una verdadera sorpresa que las dos estrellas estuvieran tan juntas y tan grandes que casi se tocaban. Una explosión de nova podría tener lugar en unos pocos miles de años a partir de ahora “.

La teoría sugiere que las estrellas binarias deberían estar bien separadas después de la formación de una nebulosa planetaria. Luego, debería pasar mucho tiempo antes de que comiencen a interactuar nuevamente y eventos como las novas sean posibles.

En 2007, los astrónomos observaron una explosión de nova diferente, conocida como Nova Vul 2007, dentro de otra nebulosa planetaria.

Jones comenta: “El evento de 2007 fue particularmente difícil de explicar. Para cuando las dos estrellas estén lo suficientemente cerca para una nova, el material de la nebulosa planetaria debería haberse expandido y disipado tanto que ya no es visible “.

El nuevo evento se suma al enigma, agrega Jones: “En las estrellas centrales de M3-1, hemos encontrado otro candidato para una erupción de nova similar en un futuro relativamente cercano”.

El equipo ahora espera llevar a cabo más estudios de la nebulosa y otras similares, ayudando a arrojar luz sobre los procesos físicos y los orígenes de las novas y supernovas, algunos de los fenómenos más espectaculares y violentos del universo.

El nuevo trabajo aparece en: “La estrella binaria de período orbital corto en el corazón de la nebulosa planetaria M 3-1”, D. Jones, HMJ Boffin, P. Sowicka, et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2018), 482 (1) (DOI: 10.1093 / mnrasl / sly142).

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