Algunas estrellas masivas presentan en su superficie mucho más helio del que cabría esperar, y un equipo liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) propone una explicación: ese helio no se habría producido y transportado solo desde su interior, sino que habría llegado desde otra estrella. Según la hipótesis, estos astros incorporan material de sus compañeras en sistemas binarios, es decir, de las estrellas con las que orbitan alrededor de un centro de gravedad común.
El trabajo está encabezado por Carlos Martínez-Sebastián y se ha publicado en la revista Astronomy & Astrophysics. Los investigadores analizaron 45 sistemas binarios que contienen estrellas masivas de tipo O, un grupo de astros que tienen al menos ocho veces la masa del Sol. El resultado refuerza la idea de que las interacciones entre estrellas cercanas pueden ser decisivas para interpretar lo que observan los telescopios.
Una anomalía conocida desde hace décadas
Las estrellas masivas transforman elementos ligeros en otros más pesados mediante reacciones de fusión nuclear durante toda su existencia. Cuando agotan su combustible, algunas terminan explotando como supernovas y pueden dejar tras de sí estrellas de neutrones o agujeros negros. Entender cómo cambia su composición química a lo largo de la vida es, por tanto, una pieza clave para comprender esos finales.
Hace décadas, los astrónomos detectaron una anomalía conocida como discrepancia del helio. Algunas estrellas jóvenes muestran concentraciones superficiales de helio difíciles de explicar con los mecanismos habituales de mezcla química interna. Los modelos tradicionales de evolución estelar no conseguían justificar esas cantidades, mucho mayores de las esperadas.
Las simulaciones previas consideraban principalmente los procesos internos de cada estrella para explicar su composición. La nueva investigación cambia el enfoque y mira también a la compañera, algo que no siempre es fácil: en los sistemas binarios, en ocasiones solo puede detectarse directamente la luz de una de las dos estrellas.
Qué observaron los investigadores
El equipo comparó las cantidades de helio en las superficies estelares con características orbitales, como la distancia entre los astros y el tiempo que tardan en completar una vuelta. El patrón fue claro: las estrellas con mayor enriquecimiento de helio pertenecían a sistemas con órbitas muy estrechas, con períodos orbitales inferiores a 15 días.
Ese resultado refuerza la hipótesis de que la proximidad entre las dos estrellas facilita el intercambio de material. Cuanto más cerca están, más probable es que una ceda gas a la otra.
El mecanismo propuesto funciona así. En un sistema binario, la estrella inicialmente más masiva suele evolucionar con mayor rapidez que su compañera. Al consumir su combustible, puede expandirse hasta alcanzar dimensiones enormes, y parte de sus capas exteriores puede escapar de su influencia gravitatoria y acumularse sobre la estrella vecina. Si ese material contiene abundante helio, modifica la composición química superficial de la receptora.
La estrella donante podría explotar después como supernova y alterar violentamente el equilibrio gravitacional del sistema. En ese contexto, los investigadores encontraron indicios relacionados con estrellas fugitivas, objetos que se desplazan a velocidades inusualmente elevadas y cuyo movimiento puede estar vinculado a explosiones estelares anteriores. Se trata, por ahora, de indicios.
Una pista para rastrear compañeras invisibles
Una de las consecuencias más interesantes del hallazgo es práctica. Una concentración elevada de helio podría servir como pista para identificar estrellas que intercambiaron materia con antiguas compañeras, incluso cuando estas ya no sean visibles. La química de la superficie funcionaría así como una huella de una historia compartida que de otro modo se perdería.
La explicación se presenta como posible y no como definitiva. Los resultados apuntan a que las interacciones binarias podrían modificar los modelos de evolución estelar, que hasta ahora consideraban sobre todo los procesos internos de cada estrella.
Comprender estos procesos permitirá estudiar mejor el origen de las supernovas, la formación de agujeros negros y los sistemas capaces de generar ondas gravitacionales. Cada avance en el conocimiento de cómo se intercambian materia las estrellas masivas ayuda a completar el relato de esos fenómenos extremos, entre los más energéticos del universo.
Por la redacción de GUAY.news.
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