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Cuando las estrellas colapsan por su propia gravedad, pueden dejar atrás una estrella de neutrones o un agujero negro, siempre que la estrella sea lo suficientemente masiva. En un sistema estelar binario, esto puede conducir a algunas interacciones bastante perversas.

Los escombros que se mueven rápidamente de una explosión de supernova provocada por una colisión estelar se estrellan contra el gas expulsado anteriormente, y los choques provocan una emisión de radio brillante vista por el VLA. Crédito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Cuando las estrellas colapsan por su propia gravedad, pueden dejar atrás una estrella de neutrones o tal vez un agujero negro, siempre que la estrella sea lo suficientemente masiva. Las estrellas de neutrones y los agujeros negros son llamados objetos compactos por los astrofísicos. Son extremadamente densos, pero no necesariamente extremadamente masivos. Por ejemplo, algunos agujeros negros pueden ser menos masivos que las estrellas, con 5 10 masas solares, mientras que las supergigantes como Betelgeuse pueden tener 19 masas solares.

El hecho de que nuestro Sol sea una estrella de lobo solitario no significa que todas las demás estrellas estén solas. De hecho, muchas estrellas (especialmente las masivas con más de 8 masas solares) se encuentran en sistemas estelares binarios.

Una estrella binaria no es solo una estrella que orbita alrededor de la otra, como en los modelos del sistema solar que vemos en la escuela, los cuerpos celestes que realmente están orbitando son el centro de masa de cada uno. Si una estrella es mucho más masiva que la otra, sería la líder de la danza orbital y acercaría el centro de masa a ella, como en nuestro caso, la Tierra es considerablemente más masiva que la Luna, por lo que el centro de masa está más cerca de nuestro planeta.

Los binarios pueden formarse en viveros estelares, densas nubes moleculares que pueden colapsar y formar estrellas. Si uno de los dos es sustancialmente más masivo que el otro, puede hacer que las cosas sean más interesantes. Lo que a veces sucede es que la estrella más masiva que tiene el campo gravitatorio más fuerte puede comenzar a acrecentar (robar) gas de su compañera. En el caso de las estrellas de neutrones, pueden hacerlo incluso cuando su compañera es más grande. También sabemos que los agujeros negros también pueden masticar una estrella en órbita, como lo informó la detección GW200105 del Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) en 2020. El otro escenario (donde una estrella absorbería a su pareja más masiva) es difícil de imaginar.

Los investigadores detectaron una fuente de radio llamada VT J121001+495647 del Very Large Array Sky Survey y luego buscaron el mismo evento usando diferentes telescopios y encontraron señales de rayos X. La emisión de rayos X duró 15 segundos, con 4 billones de billones de billones de julios por segundo, los únicos objetos lo suficientemente potentes como para emitir tanta energía en la banda de rayos X son las supernovas.

El sistema binario recién descubierto, a 480 millones de años luz de la Tierra, tiene dos objetos que probablemente se formaron juntos pero que tuvieron ciclos de vida muy diferentes: uno de ellos probablemente fue una estrella ordinaria con actividad de fusión nuclear regular, como la mayoría de las estrellas de secuencia principal, mientras que el otro es más misterioso. Podría ser una estrella de neutrones o un agujero negro, pero probablemente, el resultado de un ciclo de vida de combustible de combustión rápida muy caliente que terminó en un objeto compacto.

La razón por la que vemos una emisión de radio es que la gran estrella (no el objeto compacto que la mastica) pasó de la fase normal a la fase supergigante. En pocas palabras, creció en tamaño (al igual que nuestro sol, en algún momento, crecerá lo suficiente como para envolver a la Tierra) y, finalmente, el compañero fue envuelto por él. Comenzó una danza cataclísmica, el compañero más denso se metió con el colapso central del amigo más grande. En última instancia, esto probablemente terminará en un gran auge, explican los astrónomos.

La estrella compañera iba a explotar eventualmente, pero esta fusión aceleró el proceso, dijo Dillon Dong, autor principal del descubrimiento.

El objeto compacto siguió inspirando hacia el núcleo de la estrella, expulsando masa que formó un disco con un chorro saliendo de su eje en forma de dona. Cuando finalmente llega al núcleo de un boom titánico, el colapso del núcleo de la estrella forma una supernova.

Esta fue la primera vez que los científicos encontraron evidencia de una estrella devorando una estrella de neutrones/agujero negro, algo que solo se discutió teóricamente hasta ahora. Con suerte, las observaciones futuras arrojarán más luz sobre este proceso inusual. El estudio fue publicado en Science.

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