Congreso BeXRB2021: Las estrellas condenadas a vivir en pareja | Ciencia

Que el sol no confunda. A pesar de que la estrella más cercana a la Tierra brilla por sí sola, lo más común es que las estrellas orbiten en compañía del universo. La coexistencia entre dos o más estrellas se denomina sistemas binarios, categoría que engloba una amplia variedad de pares de estrellas. Pero hay especialmente una que fascina a los astrónomos, las estrellas binarias Be con rayos X, que se centran en Valencia, hasta este viernes, el Congreso Internacional BeXRB2021, organizado por la Universidad Internacional de Valencia (VIU) en colaboración con la Agencia Espacial Europea ( CE). El evento reúne a casi un centenar de investigadores de veinte nacionalidades, de centros como las universidades de Oxford o George Washington e instituciones como la NASA.

Los sistemas binarios de rayos X Be-Companion (BeXRB), como se conoce a este tipo de estrellas en la astronomía moderna, todavía representan uno de los grandes acertijos de la historia cósmica. La unión consiste en unir una estrella del tipo «Be» -entre ocho y diez veces más masiva que el sol y que se asemeja a Saturno por su característico disco alrededor del ecuador, esculpido con el material que se le escapa- con un objeto compacto, un estrella de neutrones o un agujero negro, cuya órbita elíptica alrededor de la estrella masiva hace que los dos estén condenados a vivir en pareja.

La interacción, que emite rayos X, entre el disco y el objeto compacto, da lugar a unas físicas y fenomenología muy interesantes que van al límite de lo que conocemos, nos ayuda a promover modelos y a confirmar ciertas teorías, por ejemplo, como Einstein, sobre la estructura del espacio-tiempo y el comportamiento de la materia en condiciones extremas

Pere Blay, profesor de VIU y astrónomo de apoyo del Instituto de Astrofísica de Canarias

“Hay una interacción, que emite rayos X, entre el disco y el objeto compacto, que da lugar a una física y fenomenología muy interesante que van al límite de lo que sabemos, nos ayuda a promover modelos y confirmar teorías, por ejemplo. ejemplo, como los de Einstein, sobre la estructura del espacio-tiempo y el comportamiento de la materia en condiciones extremas. El interés natural por estos objetos ha aumentado en los últimos años ”, explica Pere Blay, profesor e investigador de la Universidad Internacional de Valencia y anteriormente astrónomo de los Observatorios de Canarias (OOCC) y del Telescopio Óptico Nórdico (NOT).

Uno de los misterios sin resolver más antiguos de la astronomía es la formación de los discos estelares Be. “Aunque estas estrellas se conocen desde finales del siglo XIX, todavía no sabemos cómo pueden formar sus discos circunestelares. Cuando el material de este disco es atrapado por un agujero negro o una estrella de neutrones en una BeXRB, gracias a su estudio, ampliamos la frontera de nuestro conocimiento sobre su estructura o sobre la estructura de la materia ”, observa Blay.

Padres de los sistemas de ondas gravitacionales

Peter Kretschmar, responsable de supervisar los trabajos del telescopio XMM-Newton del Centro Europeo de Astronomía Espacial, demostró la escala «totalmente diferente» de este tipo de par cósmico, con una magnetosfera de cientos de miles de kilómetros, materia ubicada en una estrella. 12 kilómetros de radio y una columna de la que emergen rayos X de apenas unos pocos metros o kilómetros, diminutas áreas de las que emerge una luminosidad decenas de miles de veces mayor que la del Sol.

“Los BeXRB son interesantes porque son fuentes de luz con múltiples emisiones y diferentes niveles de actividad, con espaciamientos regulares determinados por el período orbital, pero esto no siempre sucede. A veces es bastante regular y otras no, y esa es una de las preguntas más importantes. Las formas de aprehenderlo son variadas. Trabajan muy duro para diseñar modelos. Los más simples siguen la curva de la luz a medida que la materia se acerca y se produce la emisión, pero hace 20 años empezó con otro en el que la interacción de la fuerza de marea del pequeño objeto a veces puede provocar una emisión. Otros modelos más elaborados sugieren que el disco está alargado o deformado ”, describe Kretschmar, quien agrega, como factor de interés, el estudio a lo largo del espectro electromagnético. «Algunos de estos sistemas binarios no solo alcanzan los rayos X, sino también los rayos gamma, por lo que se pueden rastrear con telescopios ópticos, infrarrojos o radiotelescopios».

El origen de este tipo de sistema binario se encuentra en la unión de dos estrellas, una que gira alrededor de la otra, en la que la más masiva evoluciona más rápidamente y estalla en una supernova, una alternancia que cambia la configuración del sistema. Con diferente velocidad. de movimiento

El origen de este tipo de sistema binario se encuentra en la unión de dos estrellas, una que gira alrededor de la otra, en la que la más masiva evoluciona más rápidamente y estalla en una supernova, una alternancia que cambia la configuración del sistema. Con diferente velocidad. de movimiento. De la explosión queda un objeto compacto, una estrella de neutrones o un agujero negro, cuyo resultado, junto con una estrella masiva, es un sistema binario de rayos X. Evento cataclísmico de estas características ”, apunta Blay, PhD en el estudio multi -Sistemas de rayos X binarios de frecuencia.

Tan importante como analizar el pasado es saber qué pasará con estas estrellas binarias en el futuro. “La estrella masiva también está evolucionando y su forma natural explota como una supernova, de la cual también quedará un objeto de neutrones o un agujero negro. Si tras la explosión el sistema sobrevive y los objetos permanecen juntos, tendremos un sistema que podremos estudiar con detectores LIGO o LISA, ya que los sistemas de rayos X binarios son los antepasados ​​de los sistemas detectados posteriormente en ondas gravitacionales ”, describe Blay. , coordinador de la conferencia, en cuya presentación analizó las relaciones entre los móviles, el universo invisible y los sistemas binarios de rayos X.

La conexión con el móvil

Muchos componentes de teléfonos inteligentes escasean en la corteza terrestre, lo que es un dolor de cabeza para la industria. Una explicación para entender por qué elementos como metales preciosos, germanio, talio, tungsteno o neodimio son tan raros se encuentra precisamente en estas estrellas binarias. Casi todos los componentes de nuestro teléfono inteligente ocurren en eventos cósmicos raros, como los sistemas de rayos X binarios.

En el núcleo de las estrellas, donde se dispara una fábrica de átomos, ocurren fenómenos de fisión que van desde los más simples como el hidrógeno hasta cadenas de reacción más complejas que producen elementos más pesados ​​como el hierro. Pero para conseguir los ingredientes que permitan diseñar los teléfonos inteligentes se necesita otro proceso más sofisticado, que nos obliga a salir del interior de la estrella. “Para los elementos más pesados, necesitamos escenarios en los que el aporte energético sea muy grande y tenemos pruebas de cómo se producen en las supernovas, pero las teorías aún no han podido explicar los elementos más pesados ​​como el oro, la plata, el tungsteno. . Los materiales más pesados ​​necesitan entradas de energía aún mayores, como kilonovas, fusión de estrellas de neutrones en el universo invisible, o de una estrella de neutrones y un agujero negro, de un sistema binario. Por eso estos elementos son tan raros en el universo «. explica Blay.

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