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Gaveta de astrofísica

¿Qué podemos encontrar entre una supernova y una nova?

V838 Monocerotis, sistema estelar binario situado en la constelación de Monoceros a unos 19 000 años luz (6 kpc) del Sol

En esta sección hemos demostrado que la ciencia es algo vivo. Con el paso del tiempo, hemos dispuesto de nuevos instrumentos que nos permiten estudiar nuevas caras de nuestros objetos cuando antes no se podía hacer. Es una sensación muy gratificante poder ampliar los puntos de vista y avanzar en los descubrimientos. La parte menos gratificante es cuando encontramos nuevas peculiaridades o familias de objetos que te hacen dudar de lo que conocías hasta ese momento (un verdadero dolor de cabeza). Un claro ejemplo son los gap transients, algo así como transitorios de intervalo.

Durante más de un siglo las novas y las supernovas se han estudiado ampliamente, clasificándose con cierta “facilidad”. A pesar de ello, conocemos poco de los eventos que suceden con una luminosidad intermedia entre estas dos clases. En la última década, ese espacio se ha ido llenando con estallidos de estrellas masivas (hipergigantes, Wolf-Rayet o estrellas superAGB), fusiones estelares o erupciones de estrellas variables azules luminosas. En todos los casos, se requiere un cambio importante en la estructura estelar y el mecanismo de pérdida de masa para proporcionar energía suficiente al estallido sin llegar a destruir completamente la estrella.

El descubrimiento y estudio metódico de cada nuevo caso nos ha permitido agruparlos en nuevos subtipos de objetos. Aun así, seguimos sin dar respuesta a la pregunta: ¿se trata de nuevas clases físicas de fenómenos transitorios o simplemente son inestabilidades en la combustión nuclear de las estrellas?

Hoy quiero hablales de una de estas familias en particular, las luminous red novae (LRNe) o novas rojas luminosas. Esta clase de objetos luminosos son extremadamente rojos ya que la energía que recibimos de ellos llega principalmente de radiaciones en la longitud de onda más larga. Estas alcanzan un pico de luminosidad aproximadamente dentro del rango que hemos mencionado entre novas y supernovas. Hasta principios del siglo XXI solo se había identificado un par de estos objetos, clasificándolos a veces como “nova de tipo inusual que no encaja fácilmente en los escenarios estándar para eventos eruptivos en enanas blancas”.

Fue la erupción de V838 Monocerotis en 2002 dentro de nuestra Galaxia lo que permitió estudiar este tipo de objetos con mayor detalle. Llegaba el nacimiento de una nueva era de la astronomía de estos fenómenos.

Estos objetos tienen una evolución bastante peculiar: muestran al principio un lento aumento de brillo a lo largo de meses o años, y luego continúan con varios picos de luminosidad. Todo esto sucede mientras la energía se emite a longitudes de onda más y más rojas. Ya hemos mencionado anteriormente que el estudio de estos objetos a través de los espectros electromagnéticos es fundamental para conocer los elementos químicos que intervienen en el evento. Los espectros de las LNRe cambian de forma progresiva de características típicas de estrellas de tipo intermedio (5000 K) hasta aquellas de tipo tardío (3000 K) más frías. Los espectros de este último tipo muestran también bandas moleculares de monóxido de titanio y vanadio que se relacionan con el enfriamiento del material que expulsan.

Diagrama de transitorios explosivos y fenómenos eruptivos, donde podemos ver dónde se sitúan las novas rojas luminosas

Aunque se han discutido varias hipótesis, el comportamiento de las LRNe es consistente con la evolución de la envoltura común y, eventualmente, la fusión de sistemas binarios de estrellas. Las variaciones en la luminosidad en las curvas de luz de las LNRe están estrechamente relacionadas con la masa de las estrellas implicadas en el sistema. Curiosamente, a pesar del escaso número de transitorios conocidos como estos (aproximadamente dieciséis), las fusiones estelares no son acontecimientos que se consideren exóticos. Son en realidad un ingrediente clave en la evolución estelar. La mayoría de las estrellas en el Universo conocido existen en sistemas binarios y alrededor del 25% de las estrellas masivas llegan a fusionarse. Las LRNe débiles, que se producen por fusiones de estrellas de baja masa, son frecuentes y típicamente las encontramos en nuestra Galaxia. Por el contrario, los eventos más luminosos, que se producen por la fusión de estrellas binarias masivas (decenas de veces la masa del Sol), son más raros y se descubren generalmente en otras galaxias.

Aun con el conocimiento del que disponemos, algunas incógnitas como la masa de las estrellas que participan o los procesos físicos que conducen a la expulsión de la envoltura común y la fusión de las estrellas del sistema quedan por obtener una respuesta concreta. Cada nuevo evento tiene un claro potencial para aportar importantes descubrimientos y restricciones en los modelos de análisis de población estelar y estos modelos, a su vez, pueden ser usados en temas científicos candentes como las ondas gravitacionales, producidas por binarias compactas cercanas.

Así pues, todos los que estudiamos estos objetos esperamos por igual con anhelo y temor un nuevo evento que nos ayude a poner una pieza más en el puzle de la evolución estelar.

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