Astrónomos descubren una enana blanca que quema helio

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Impresión artística de una fuente de rayos X supersuave: el disco de acreción alrededor de una estrella enana blanca está hecho principalmente de helio. © Ilustración: F. Bodensteiner/imagen de fondo ESO
Impresión artística de una fuente de rayos X supersuave: el disco de acreción alrededor de una estrella enana blanca está hecho principalmente de helio. © Ilustración: F. Bodensteiner/imagen de fondo ESO

Sin embargo, a pesar de años de diligentes estudios, aún se desconoce en qué condiciones la masa de una enana blanca puede aumentar hasta el límite de Chandrasekhar. El científico indio-estadounidense y premio Nobel Subrahmanyan Chandrasekhar estableció este límite como el límite teórico superior de la masa de una enana blanca en 1930.

Las fuentes de rayos X superblandas con hidrógeno estable ardiendo en su superficie se descubrieron como una nueva clase de objetos utilizando ROSAT a principios de los años noventa. Durante un tiempo, se pensó que esos objetos eran candidatos a progenitores de SN Ia. El problema de estas fuentes es su cantidad de hidrógeno, mientras que las supernovas de tipo Ia no muestran ningún signo de hidrógeno.

Desde hace más de 30 años se prevén sistemas estelares dobles con enanas blancas que acumulan y queman helio en su superficie, pero estas fuentes nunca se han visto. El Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) ha liderado un equipo mundial que ha descubierto una fuente de rayos X en cuyo espectro óptico predomina por completo el helio.

El equipo ha hallado un sistema estelar binario en el que la materia fluye hacia la enana blanca desde su compañera. Los rayos X brillantes, denominados superblandos, que resultan de la fusión nuclear del gas derramado cerca de la superficie de la enana blanca condujeron al descubrimiento del sistema. La peculiaridad de esta fuente es el desbordamiento y la combustión de helio en lugar de hidrógeno.

Puede resultar más fácil comprender el número de supernovas provocadas por enanas blancas en explosión si la masa de la enana blanca aumenta más lentamente de lo que hasta ahora se consideraba concebible, según la luminosidad medida.

Jochen Greiner, que dirige el análisis de esta fuente en MPE, declaró: "La fuente de rayos X supersuave [HP99] 159 se conoce desde la década de 1990, cuando se observó por primera vez con ROSAT, más recientemente con XMM-Newton y ahora con eROSITA. Ahora, podemos identificarla como una fuente óptica en la Gran Nube de Magallanes. En su espectro, encontramos principalmente líneas de emisión de helio procedentes del disco de acreción".

El Prof. Dr. Norbert Langer, del Instituto Argelander de Astronomía, que también es miembro del Área Transdisciplinar de Investigación de la Materia de la Universidad de Bonn, declaró: "El brillo observado en rayos X sugiere que la combustión del helio entrante en la enana blanca está estabilizada por su rápida rotación, lo que hace probable una explosión final de supernova del sistema."

Julia Bodensteiner de ESO, que ha estudiado estrellas masivas desde su tesis de maestría en MPE, dijo: "Las estrellas sin envoltura de hidrógeno, como la estrella compañera encontrada en [HP99] 159, son un importante paso intermedio en el ciclo de vida de las estrellas binarias que debería ocurrir en alrededor del 30% de tales sistemas."

"Debería haber muchas estrellas de este tipo, pero hasta ahora sólo se han observado unas pocas".

Fuentes, créditos y referencias:

Universidad de Bonn - J. Greiner et al, A helium-burning white dwarf binary as a supersoft X-ray source, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05714-4

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