El proceso de formación de las estrellas binarias amplias

Usando simulaciones por computadora, científicos del equipo del Instituto Astrobiológico de la NASA en la Universidad de Hawái, arrojan luz sobre una pregunta que ha retado a los astrónomos durante años: ¿Qué origina las estrellas binarias amplias?

Las estrellas binarias son pares de estrellas que se orbitan mutuamente. Las estrellas binarias amplias están separadas por hasta un año luz en sus órbitas, una distancia mayor que la amplitud de muchas guarderías estelares. Los astrónomos han sabido durante mucho tiempo de pares tan distantes, pero no habían entendido como se forman.

Los investigadores simularon los movimientos complejos de estrellas triples recién nacidas aún incrustadas en sus emergentes núcleos nebulares. Estudiaron los movimientos 180,000 veces y concluyeron que los sistemas binarios de mayor amplitud comenzaron como tres estrellas, no solo dos. Esta investigación aparece en una disertación publicada en la edición del 13 de diciembre de la revista Nature.

La mayoría de las estrellas nacen en sistemas compactos y pequeños, con dos o más estrellas al centro de un núcleo nebular. Cuando más de dos estrellas comparten un espacio pequeño se atraen gravitacionalmente en una danza caótica. La estrella de menor tamaño usualmente es expulsada a la periferia del núcleo nebular mientras las estrellas restantes crecen y se acercan entre sí, al alimentarse del denso gas al centro del  núcleo nebular.

Si la fuerza de la expulsión no es suficientemente fuerte, la estrella pequeña no escapará, sino que comenzará a orbitar lejanamente a las otras dos, creando una binaria amplia. Sin embargo, en ocasiones los científicos encuentran solo dos estrellas en un binario amplio. Esto significa que el sistema estelar se formó de manera diferente o que algo sucedió con alguna de las estrellas pertenecientes al binario original.

“Lo que puede haber sucedido es que las estrellas en el binario estrecho se fusionaron en una única estrella de mayor tamaño,” dijo el autor principal de la disertación, Bo Reipurth del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái, en Manoa. “Esto puede suceder si hay suficiente gas en el núcleo nebular que provea resistencia a su movimiento. Mientras las dos estrellas en el binario estrecho se mueven alrededor de la otra, rodeadas por gas, pierden energía y comienzan una espiral mutua. A veces hay tanto gas en el núcleo que las dos estrellas próximas comienzan una espiral hasta que colisionan con la otra en una espectacular explosión que da como resultado su fusión.”

El binario amplio más cercano a la Tierra es Alpha Centauri. La estrella en si misma es un binario estrecho. Alpha Centauri tiene un compañero pequeño, Proxima Centauri, que orbita a una distancia de aproximadamente un cuarto de año luz, o 15,000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Las tres estrellas nacieron cercanas entre sí hace varios miles de millones de años, antes de que una poderosa expulsión dinámica mandara a Proxima a su propio camino, desde donde ha orbitado desde aquel entonces.

La misión Kepler de la NASA ya ha probado que más de un planeta se puede formar y persistir en el estresante reino de la estrella binaria, un testimonio de la diversidad de sistemas planetarios en nuestra galaxia.

La NASA apoyó a la Universidad de Hawái en su trabajo a través de un acuerdo cooperativo con el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffet Field, California, y el Instituto Astrobiológico de la NASA, que es una asociación entre la NASA, quince equipos de los Estados Unidos, y diez consorcios internacionales. La investigación sobre estrellas binarias amplias incluyó a la Universidad de Turku en Finlandia.

Trad: alam_aaj