Descubren estrellas con atmósferas de carbono

 

Se descubrieron enanas blancas con atmósferas de carbono puro. El descubrimiento podría ofrecer una visión única en los corazones de las estrellas moribundas.

Estas estrellas probablemente evolucionaron en una secuencia desconocida. Probablemente, habrían evolucionado de estrellas no lo suficientemente masivas para explotar como supernovas pero justo en el borde.

Cuando una estrella quema helio, deja "cenizas" de carbono y oxígeno. Cuando su combustible nuclear se acaba, la estrella muere como enana blanca, que es un objeto muy denso que empaqueta la masa del Sol en un objeto del tamaño de la Tierra. Los astrónomos creen que la mayoría de enanas blancas tienen un núcleo de carbono y oxígeno oculto de la vista por una atmósfera de hidrógeno o helio.

Pero no esperaban estrellas con atmósferas de carbono.

"Hemos encontrado cuatro estrellas con atmósferas que no tienen huellas detectables de helio e hidrógeno", dice el astrónomo Patrick Dufour de la Universidad de Arizona. "Podríamos estar observando directamente un núcleo estelar desnudo. Posiblemente tengamos una ventana a lo que solía ser el horno nuclear de la estrella".

Dufour y colegas publicaron sus resultados en la edición del 22 de noviembre de Nature.

Las estrellas fueron descubiertas entre las 10.000 nuevas enanas blancas encontradas en el Sloan Digital Sky Survey o SDSS que encontró unas cuatro veces más enanas blancas de las que ya se conocían.

James Liebert, coautor, identificó unas pocas docenas de las nuevas enanas blancas en 2003. Al observarlas en luz óptica, parecían ser mayormente de helio y carbono. Los astrónomos creen que la convección en la zona de helio eleva carbono del núcleo de carbono-oxígeno.

Dufour desarrolló un modelo para analizar las atmósferas de estas estrellas como parte de su investigación de doctorado en la Universidad de Montreal. Su modelo simula frías estrellas a temperaturas entre 5000 y 12000 grados Kelvin. (Como referencia, la superficio de nuestro Sol es de 5700 K, aprox).

Cuando se unió al Observatorio Steward en enero, Dufour actualizó su código para analizar estrellas más calientes, de hasta 24000 K.

"Cuando comencé a modelar las atmósferas de estas estrellas más calientes, mi primer pensamiento fue que eran ricas en helio con rastros de carbono, justo como las más frías. Pero al analizar las estrellas con el modelo de más alta temperatura, me dí cuenta que aunque incrementara la abundancia de carbono, el modelo seguiría sin concordar con los datos de SDSS", dice Dufour.

En mayo de 2007, " decidí probar un modelo de atmósfera de carbono puro. Y funcionó. Reproduce el espectro exacto como el observado. Nadie había calculado esto. Nadie creía que existiera".

Dufour y sus colegas han identificado ocho atmósferas dominadas por carbono en enanas blancas entras las 200 preseleccionadas en los datos de SDSS.

El gran misterio es porqué estas estrellas se encuentran sólo entre los 18.000 y 23.000 grados Kelvin.

Dufour y Liebert dicen que estas estrellas podrían haber evolucionado de estrellas como H1504+65 que el astrónomo John A. Nousek junto con Liebert y otros encontraron en 1986. Esta estrella es muy masiva y a 200.000 grados Kelvin.

Actualmente se cree que esa estrella expulsó violentamente todo su hidrógeno y helio dejando esencialmente un núcleo desnudo con una superficie de carbono-oxígeno.

"Pensamos que cuando una estrella como esta se enfría, eventualmente se convierte en una estrella de puro carbono", dice Dufour. Al enfriarse, la gravedad separa carbono, oxígeno y restos de helio. Arriba de 25.000 Kelvin, el resto de helio se eleva, formando una fina capa sobre la más masiva cobertura de carbono, disfrazando a la estrella como enana blanca con atmósfera de helio. Pero entre los 18.000 y 23.000 Kelvin, la convección en la zona de helio probablemente diluye la fina capa de helio. A estas temperaturas, el oxígeno, que es más pesado que el carbono, probablemente se hundió lo suficiente como para no ser elevado a la superficie.

Los astrónomos planean realizar más observaciones de estas estrellas en el Observatorio del Monte Hopkins en diciembre.

Sobre la imagen:
Concepción artística de H1504+65
Crédito: M.S. Sliwinski and L. I. Slivinska of Lunarismaar

Fuente: Últimas noticias del cosmos