Revelan origen de diferencias inesperadas en binarias gigantes

Astrónomos confirmaron por primera vez que las diferencias en composición de las estrellas binarias pueden deberse a variaciones químicas en la nube de material estelar del que se formaron.
Los resultados, obtenidos con el telescopio Gemini Sur, ayudan a explicar por qué las estrellas nacidas de la misma nube molecular pueden poseer una composición química diferente y albergar diferentes sistemas planetarios, además de plantear desafíos a los modelos actuales de formación de estrellas y planetas.
Se estima que hasta el 85% de las estrellas existen en sistemas estelares binarios, algunas incluso en sistemas con tres o más estrellas. Estos pares de estrellas nacen juntos de la misma nube molecular a partir de una abundancia compartida de componentes químicos, por lo que los astrónomos esperarían descubrir que tienen composiciones y sistemas planetarios casi idénticos.
Sin embargo, para muchos binarios ese no es el caso. Si bien algunas explicaciones propuestas atribuyen estas diferencias a eventos que ocurrieron después de que las estrellas evolucionaron, un equipo de astrónomos confirmó por primera vez que en realidad pueden originarse antes de que las estrellas comenzaran a formarse.
Dirigido por Carlos Saffe del Instituto de Ciencias Astronómicas, Terrestres y Espaciales (Icate-Conicet) de Argentina, el equipo utilizó el telescopio Gemini Sur de Chile, la mitad del Observatorio Internacional Gemini. Con el nuevo y preciso espectrografo óptico de alta resolución Gemini (Ghost), el equipo estudió las diferentes longitudes de onda de luz, o espectros, emitidos por un par de estrellas gigantes, lo que reveló diferencias significativas en su composición química.
«Los espectros de altísima calidad de Ghost ofrecieron una resolución sin precedentes», explica Saffe, «lo que nos permitió medir los parámetros estelares y la abundancia química de las estrellas con la mayor precisión posible». Estas mediciones revelaron que una estrella tenía mayor abundancia de elementos pesados que la otra.
Estudios anteriores propusieron tres posibles explicaciones para las diferencias químicas observadas entre estrellas binarias. Dos de ellos involucran procesos que ocurrirían hasta bien entrada la evolución de las estrellas: la difusión atómica, o la sedimentación de elementos químicos en capas de gradiente dependiendo de la temperatura y la gravedad de la superficie de cada estrella; y la absorción de un pequeño planeta rocoso, lo que introduciría variaciones químicas en la composición de una estrella.
La tercera explicación posible se remonta al comienzo de la formación de las estrellas, sugiriendo que las diferencias se originan en áreas primordiales o preexistentes de falta de uniformidad dentro de la nube molecular. En términos más simples, si la nube molecular tiene una distribución desigual de elementos químicos, entonces las estrellas nacidas dentro de esa nube tendrán composiciones diferentes dependiendo de qué elementos estaban disponibles en el lugar donde se formó cada una.
Hasta ahora, los estudios concluyeron que las tres explicaciones son probables; sin embargo, estos estudios se centraron únicamente en los binarios de secuencia principal. La «secuencia principal» es la etapa en la que una estrella pasa la mayor parte de su existencia, y la mayoría de las estrellas del Universo son estrellas de la secuencia principal, incluido nuestro Sol. En cambio, Saffe y su equipo observaron una binaria formada por dos estrellas gigantes. Estas estrellas poseen capas externas o zonas convectivas extremadamente profundas y fuertemente turbulentas. Gracias a las propiedades de estas espesas zonas convectivas, el equipo pudo descartar dos de las tres posibles explicaciones. (Europa Press)