El sistema binario de enanas blancas más extremo orbita en sólo 5 minutos

Un equipo internacional de astrónomos, incluyendo al Profesor Tom Marsh y al Dr. Danny Steeghs de la Universidad de Warwick, han demostrado que las dos estrellas en el sistema binario HM Cancri se orbitan en apenas 5,4 minutos. Esto hace que HM Cancri sea, la estrella binaria con el periodo orbital más corto conocido. También es el sistema binario más pequeño conocido. El sistema no es mayor que 8 veces el diámetro de la Tierra, lo que es equivalente a poco más de un cuarto de la distancia de la Tierra a la Luna.

El sistema binario consta de dos enanas blancas. Son las 'cenizas' de estrellas como nuestro Sol, contienen una forma altamente condensada de helio, carbono y oxígeno. Las dos enanas blancas de HM Cancri están tan cerca entre sí que la masa fluye de una a otra. HM Cancri se observó por primera vez como fuente de rayos-X en 1999 mostrando una periodicidad de 5,4 minutos, pero durante mucho tiempo no ha quedado claro si este lapso también indicaba el periodo orbital del sistema. Es tan corto que los astrónomos eran reacios a aceptar la posibilidad sin una prueba sólida.

El equipo de astrónomos liderado por el Dr. Gijs Roelofs del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica, y que incluye al Profesor Tom Marsh y al Dr. Danny Steeghs de la Universidad de Warwick en el Reino Unido, han usado ahora el telescopio más grande del mundo, el telescopio Keck en Hawai, para demostrar que el periodo de 5,4 minutos es, efectivamente, el periodo orbital del sistema binario. Esto se ha realizado detectando las variaciones de velocidad en las líneas espectrales en la luz de HM Cancri. Estas variaciones de velocidad son producidas por el efecto Doppler, provocadas por el movimiento orbital de las estrellas girando una alrededor de la otra. El efecto Doppler provoca que las líneas varíen periódicamente del azul al rojo en un ciclo.

Las observaciones de HM Cancri fueron un gran reto debido al periodo extremadamente corto que tenían que resolver y la poca luz del sistema binario. A una distancia de casi 16.000 años-luz de la Tierra, el sistema binario brilla poco más de una millonésima parte que las estrellas más tenues visibles a simple vista.

El Profesor Tom Marsh de la Universidad de Warwick dijo que: "Este es un sistema intrigante por varias cosas: tiene un periodo extremadamente corto; la masa fluye desde una estrella e impacta en el ecuador de la otra en una región de tamaño comparable a los Midlands ingleses, donde libera más energía en rayos-X que todo el Sol. Podría ser también un potente emisor de ondas gravitatorias que puede que algún día sean detectadas procedentes de este tipo de sistema estelar".

El Dr. Danny Steeghs de la Universidad de Warwick, dijo que: "Hace unos años propusimos que HM Cancri era, efectivamente, una binaria interactuante que constaba de dos enanas blancas y un periodo orbital de 5,4 minutos. Es muy gratificante ver confirmado este modelo con nuestras observaciones, especialmente dado que los anteriores intentos se vieron frustrados por el mal tiempo”.

El artículo que describe las observaciones de HM Cancri titulado "Spectroscopic Evidence For a 5.4 Minute Orbital Period in HM Cancri" se publicó en el ejemplar del 10 de marzo de 2010 de la revista Astrophysical Journal Letters.

"Este tipo de observaciones están realmente en el límite de lo que es actualmente posible. No sólo se necesitan los mayores telescopios del mundo, sino también tenerlos equipados con los mejores instrumentos disponibles", explica el Profesor Paul Groot de la Radboud University Nijmegen en los Países Bajos.

"La binaria HM Cancri es un verdadero reto para nuestra comprensión de la evolución estelar y binaria", añade el Dr. Gijs Nelemans de la Universidad Radboud. "Sabemos que el sistema debe proceder de dos estrellas normales que, de algún modo, orbitaron juntas en espiral en dos episodios de transferencia de masa, pero la física de este proceso se conoce muy poco. El sistema es también una gran oportunidad para la relatividad general. Debe ser uno de los emisores más copiosos de ondas gravitatorias. Estas distorsiones del espacio-tiempo que esperamos detectar con el futuro satélite LISA, y HM Cancri será un sistema clave para esta misión".

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