Astrónomos han descubierto un nuevo tipo de estrella binaria cuya existencia se ha teorizado desde hace 50 años, confirmando cómo se forma y evoluciona un tipo raro de estrella en el universo.

La nueva clase de estrellas, descrita en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, fue descubierta por el becario postdoctoral del Harvard Smithsonian Center for Astrophysics Kareem El-Badry usando el Telescopio Shane en el Observatorio Lick en California y datos de varios estudios astronómicos.

"Hemos observado la primera prueba física de una nueva población de estrellas binarias de transición", dice El-Badry en un comunicado. "Esto es emocionante; es un eslabón evolutivo perdido en los modelos binarios de formación de estrellas que hemos estado buscando".

Cuando una estrella muere, hay un 97 por ciento de posibilidades de que se convierta en una enana blanca, un pequeño objeto denso que se ha contraído y atenuado después de quemar todo su combustible.

Pero en raras ocasiones, una estrella puede convertirse en una enana blanca de masa extremadamente baja (ELM). Con menos de un tercio de la masa del Sol, estas estrellas presentan un enigma: si los cálculos de la evolución estelar son correctos, todas las enanas blancas ELM parecerían tener más de 13.800 millones de años, más antiguas que la edad del universo mismo y, por lo tanto, físicamente imposible.

"El universo simplemente no tiene la edad suficiente para producir estas estrellas por evolución normal", dice El-Badry, miembro del Instituto de Teoría y Computación del Hrvard Smithsonian Center for Astrophysics.

A lo largo de los años, los astrónomos han llegado a la conclusión de que la única forma de que se forme una enana blanca ELM es con la ayuda de un compañero binario. La atracción gravitacional de una estrella compañera cercana podría rápidamente (al menos, en menos de 13.800 millones de años) devorar una estrella hasta que se convierta en una enana blanca ELM.

Pero la evidencia de esta imagen no es infalible. Los astrónomos han observado estrellas masivas normales como nuestro Sol que se acumulan en enanas blancas, algo llamado variables cataclísmicas. También han observado enanas blancas ELM con compañeras enanas blancas normales. Sin embargo, no habían observado la fase de transición de la evolución, o la transformación intermedia: cuando la estrella ha perdido la mayor parte de su masa y casi se ha contraído hasta convertirse en una enana blanca ELM.

El-Badry a menudo compara la astronomía estelar con la zoología del siglo XIX. "Uno sale a la jungla y encuentra un organismo. Describe su tamaño, cuánto pesa, y luego pasa a otro organismo", explica. "Ves todos estos tipos diferentes de objetos y necesitas reconstruir cómo están conectados".

En 2020, El-Badry decidió volver a la jungla en busca de la estrella a la que los científicos habían aludido durante mucho tiempo: la enana blanca pre-ELM (también conocida como una variable cataclísmica evolucionada).

Utilizando nuevos datos de Gaia, el observatorio espacial lanzado por la Agencia Espacial Europea y el Zwicky Transient Facility en Caltech, El-Badry redujo mil millones de estrellas a 50 candidatos potenciales.

El astrónomo enfatiza la importancia de los datos públicos de los estudios astronómicos para su trabajo. "Si no fuera por proyectos como Zwicky Transient Facility y Gaia, que representan una gran cantidad de trabajo detrás de escena de cientos de personas, este trabajo simplemente no sería posible", dice.

Luego, El-Badry siguió con observaciones detalladas de 21 de las estrellas. La estrategia de selección funcionó. "El 100 por ciento de los candidatos eran estos pre-ELM que estábamos buscando", dice. "Estaban más hinchados que los ELM. También tenían forma de huevo porque la atracción gravitacional de la otra estrella distorsiona su forma esférica".

"Encontramos el vínculo evolutivo entre dos clases de estrellas binarias, variables cataclísmicas y enanas blancas ELM, y encontramos un número decente de ellas", agrega El-Badry.

Trece de las estrellas mostraban signos de que todavía estaban perdiendo masa frente a su compañera, mientras que ocho de las estrellas parecían no perder más masa. Cada uno de ellas también era más caliente en temperatura que las variables cataclísmicas previamente observadas.

El-Badry planea continuar estudiando las enanas blancas pre-ELM y puede hacer un seguimiento de las otras 29 estrellas candidatas que descubrió anteriormente.