Monstruosas olas cósmicas colisionan contra una colosal estrella

Un verdadero maremoto cósmico tiene lugar en un exótico sistema estelar doble: cuando la estrella de mayores dimensiones recibe la visita cercana de su compañera más pequeña, emite enormes olas a increíbles velocidades y con un tamaño descomunal. Las olas de material cósmico, similares en su dinámica a las que pueden apreciarse en los océanos de la Tierra, pueden alcanzar alturas que equivalen a tres soles apilados uno encima del otro, o alrededor de 4,3 millones de kilómetros. 

Un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Astronomy, explica por qué las fluctuaciones de brillo en algunos sistemas estelares de “latido de corazón” particularmente extremos superan en unas 200 veces las variaciones observadas en otros sistemas similares: la causa son gigantescas “olas de gas” que emanan de la estrella más masiva del sistema, en cada ocasión en que es “estimulada” gravitacionalmente por la órbita más cercana de su compañera estelar. 

Como un corazón

Realizada en el marco del Centro de Astrofísica Harvard y Smithsonian, en Estados Unidos, la investigación firmada por los científicos Morgan MacLeod y Abraham "Avi" Loeb ofrece una aproximación desconocida hasta hoy en cuanto al funcionamiento de estos sistemas estelares masivos dobles, concretamente sobre aquellos que integran las llamadas estrellas “latido de corazón”.

Las estrellas “heartbeat” o “latido de corazón” se identificaron por primera vez cuando el telescopio espacial Kepler de búsqueda de exoplanetas de la NASA detectó sus reveladoras emisiones, generalmente en forma de sutiles pulsaciones de brillo estelar que, debido a su característico ritmo y periodicidad, recuerdan a los latidos del corazón humano.

La mayoría de las estrellas “latido de corazón” varían en brillo solo en aproximadamente un 0,1%, pero algunos sistemas extremos han llamado la atención de los astrónomos por sus intensas fluctuaciones, que superan ampliamente el promedio. Es el caso de MACHO 80.7443.1718, el sistema estelar estudiado por los científicos estadounidenses en la nueva investigación. En este ejemplo, los cambios de brillo llegan hasta un 20%. "No conocemos ninguna otra estrella de latido de corazón que varíe tanto", indicó MacLeod en una nota de prensa.

Maremotos estelares

Para descubrir la causa de este fenómeno, los investigadores diseñaron un modelo informático de MACHO 80.7443.1718, capaz de capturar cómo se produce la interacción de la gravedad entre las dos estrellas que componen el sistema. Los resultados muestran que las intensas variaciones en el brillo se deben a la producción de mareas masivas en la estrella más grande, que posee casi 35 veces la masa del Sol. 

Los “maremotos” resultantes se elevan hasta aproximadamente una quinta parte del radio de la estrella gigante, lo que equivale a olas tan altas como tres soles apilados uno encima del otro, o aproximadamente 4,3 millones de kilómetros de altura. Las enormes olas comienzan en forma de suaves y organizados movimientos, al igual que las olas del mar, antes de enroscarse sobre sí mismas y romperse. "Las olas rompientes en las estrellas son tan hermosas como las de las playas de nuestros océanos", aclaró Loeb en el comunicado.

El modelo de los científicos muestra que la gigantesca liberación de energía de las olas rompiendo en MACHO 80.7443.1718 tiene dos efectos: por un lado, hace girar la superficie estelar cada vez más rápido y, al mismo tiempo, arroja gas estelar hacia afuera para formar una atmósfera giratoria y brillante. Los detalles pueden apreciarse en esta animación.

Aunque MACHO 80.7443.1718 es extraño, es poco probable que sea único en su tipo. De las casi 1.000 estrellas de “latido de corazón” descubiertas hasta hoy, unas 20 de ellas muestran grandes fluctuaciones de brillo que se acercan a las del sistema analizado por MacLeod y Loeb. Teniendo en cuenta esto, los científicos ya están pensando en nuevas investigaciones para intentar revelar más misterios en torno a estos fascinantes sistemas estelares.

Referencia

Breaking waves on the surface of the heartbeat star MACHO 80.7443.1718. Morgan MacLeod and Abraham Loeb. Nature Astronomy (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41550-023-02036-3