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(noticias nanowerk) 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 juntas de la misma nube molecular de una abundancia compartida de componentes químicos, por lo que los astrónomos esperarían que tuvieran composiciones y sistemas planetarios casi idénticos. Sin embargo, para muchos binarios este no es el caso. Si bien algunas explicaciones propuestas atribuyen estas diferencias a eventos que ocurrieron después de la formación de estrellas, un equipo de astrónomos ha confirmado por primera vez que en realidad pueden datar de antes de que las estrellas comenzaran a formarse.
Dirigido por Carlos Saffe del Instituto de Astronomía, Ciencias de la Tierra y el Espacio (ICATE-CONICET) de Argentina, el equipo utilizó el telescopio Gemini Sur en Chile, la mitad del Observatorio Internacional Gemini, que contó con el apoyo parcial del Instituto Nacional de Ciencias de EE. UU. Fundación operada por NSF NOIRLab. Utilizando el nuevo y preciso espectrografo óptico de alta resolución Gemini (GHOST), el equipo examinó las diferentes longitudes de onda de luz, o espectros, emitidos por un par de estrellas gigantes, revelando diferencias significativas en su composición química.
«Los espectros de altísima calidad de GHOST proporcionaron una resolución sin precedentes», dijo Saffe, «y nos permitieron medir los parámetros estelares y la abundancia química de las estrellas con la mayor precisión posible. Estas mediciones revelaron que una estrella tenía una mayor abundancia de elementos pesados que la estrella». otro. Para descifrar el origen de esta discrepancia, el equipo utilizó un enfoque único.
La investigación se publica en Astronomía y astrofísica. (“Desenredando el origen de las diferencias químicas usando GHOST”).
![Impresión artística de un sistema binario gigante-gigante.](https://www.nanowerk.com/news2/space/id65127_1.jpg)
Estudios anteriores han sugerido tres posibles explicaciones para las diferencias químicas observadas entre estrellas binarias. Dos de ellos son procesos que ocurrirían hasta bien entrada la evolución de las estrellas: la difusión atómica, o la deposición de elementos químicos en capas en gradiente dependiendo de la temperatura y la gravedad superficial de cada estrella; y la absorción de un pequeño planeta rocoso, lo que provocaría fluctuaciones químicas en la composición de una estrella.
La tercera explicación posible se remonta al comienzo de la formación estelar y sugiere que las diferencias se deben a 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, las estrellas nacidas en esa nube tendrán una composición diferente dependiendo de los elementos que estaban disponibles en el sitio de su formación.
Hasta ahora, los estudios han concluido que las tres explicaciones son probables; Sin embargo, estos estudios se centraron exclusivamente en las secuencias binarias principales. 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 secuencia principal, incluido nuestro Sol. En cambio, Saffe y su equipo observaron una estrella binaria formada por dos estrellas gigantes. Estas estrellas tienen capas exteriores extremadamente profundas y muy turbulentas, las llamadas zonas de convección. Las propiedades de estas espesas zonas de convección permitieron al equipo descartar dos de las tres posibles explicaciones.
La continua turbulencia del fluido dentro de la zona de convección dificultaría que el material se depositara en capas, lo que significaría que las estrellas gigantes serían menos sensibles a los efectos de la difusión atómica, lo que descarta la primera explicación. La gruesa capa exterior también significa que una envoltura planetaria no cambiaría significativamente la composición de una estrella porque el material absorbido se diluiría rápidamente, descartando la segunda explicación. Esto deja como explicación confirmada las faltas de homogeneidad primaria dentro de la nube molecular.
«Esta es la primera vez que los astrónomos han podido confirmar que las diferencias entre estrellas binarias comienzan en las primeras etapas de su formación», dijo Saffe.
«Utilizando las capacidades de medición de precisión del instrumento GHOST, Gemini South ahora está recopilando observaciones de estrellas al final de sus vidas para revelar el entorno en el que nacieron», dice Martin Still, director del programa NSF para el Observatorio Internacional Gemini. «Esto nos brinda la oportunidad de explorar cómo las condiciones bajo las cuales se forman las estrellas pueden influir en toda su existencia durante millones o miles de millones de años».
Tres implicaciones de este estudio son de particular importancia. En primer lugar, estos resultados ofrecen una explicación de por qué los astrónomos ven estrellas binarias con sistemas planetarios tan diferentes. «Diferentes sistemas planetarios podrían significar planetas muy diferentes (rocosos, terrestres, gigantes de hielo, gigantes gaseosos) que orbitan sus estrellas anfitrionas a diferentes distancias y donde el potencial para sustentar vida podría variar ampliamente», dijo Saffe.
En segundo lugar, estos resultados plantean un desafío clave al concepto de etiquetado químico (el uso de la composición química para identificar estrellas que provienen del mismo entorno o vivero estelar) al mostrar que estrellas con diferentes composiciones químicas aún pueden tener el mismo origen.
Finalmente, es necesario reconsiderar las diferencias observadas anteriormente atribuidas a impactos planetarios en la superficie de una estrella, ya que ahora se puede suponer que han estado presentes desde el comienzo de la vida de la estrella.
«Al mostrar por primera vez que realmente existen diferencias primordiales y que son responsables de las diferencias entre estrellas gemelas, demostramos que la formación de estrellas y planetas puede ser más compleja de lo que se pensaba inicialmente», dijo Saffe. «¡El universo ama la diversidad!»
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