Descubren una enana blanca ultramasiva fruto de la colisión de dos estrellas

En un descubrimiento sin precedentes, un equipo de astrónomos liderado por la Universidad de Warwick ha identificado una enana blanca ultramasiva que es el remanente directo de la fusión de dos estrellas. Esta revelación, publicada en Nature Astronomy, ofrece nuevas claves sobre cómo terminan sus vidas los sistemas estelares binarios y desafía las teorías previas sobre la evolución estelar.

Las enanas blancas son los núcleos densos que quedan cuando estrellas similares al Sol agotan su combustible. Sin embargo, la estrella WD 0525+526, situada a solo 130 años luz de la Tierra, destaca por su masa excepcional: un 20 % superior a la del propio Sol, lo que la convierte en una enana blanca ultramasiva y extremadamente rara en el cosmos.

La explicación más común para la formación de una enana blanca tan masiva es el colapso de una estrella particularmente grande. Pero, en este caso, los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial Hubble para analizar la atmósfera de WD 0525+526 en el espectro ultravioleta y encontraron una pista reveladora: pequeñas cantidades de carbono que ascienden desde el núcleo hasta la superficie, algo imposible de detectar con telescopios ópticos terrestres.

El hallazgo de carbono en la atmósfera de WD 0525+526 apunta a un origen radicalmente distinto: la fusión violenta de dos enanas blancas. Cuando dos estrellas de este tipo colisionan y se combinan, se genera una enana blanca más masiva con capas superficiales inusualmente delgadas, lo que permite que el carbono aflore en la atmósfera. Esta evidencia marca la diferencia respecto a las enanas blancas tradicionales.

Según la Dra. Snehalata Sahu, primera autora del estudio, el equipo detectó firmas de carbono prácticamente invisibles en otras longitudes de onda. "Solo con observaciones ultravioleta pudimos identificar estos rastros sutiles, que confirman el proceso de fusión estelar que dio origen a esta estrella ultramasiva", señaló.

Normalmente, el hidrógeno y el helio envuelven el núcleo de una enana blanca y bloquean la aparición de carbono en la superficie. Pero en las fusiones estelares, como la de WD 0525+526, esas capas se reducen drásticamente, permitiendo que el carbono emerja y revele el pasado de la estrella. Las capas de hidrógeno y helio de esta estrella son diez mil millones de veces más delgadas que las de las enanas blancas típicas, según la investigación.

Otro aspecto destacado de WD 0525+526 es su baja cantidad de carbono superficial—unas 100.000 veces menos que otros remanentes de fusión identificados hasta ahora—y su elevada temperatura, que ronda los 22.000 grados, casi cuatro veces la del Sol. Estas características sugieren que estamos ante una etapa temprana de la evolución tras la fusión, lo que permite a los científicos observar el fenómeno casi desde el principio.

El estudio identifica un proceso físico clave: la semiconvección. A diferencia de la convección habitual, que requiere temperaturas más bajas, la semiconvección permite que cantidades mínimas de carbono asciendan lentamente a la atmósfera incluso en estrellas tan calientes como WD 0525+526. Esta es la primera vez que este mecanismo se observa en una enana blanca, aportando un nuevo parámetro para la astrofísica estelar.

El descubrimiento de WD 0525+526 es especialmente relevante para el estudio de las explosiones de supernovas tipo Ia, ya que las fusiones de enanas blancas pueden desencadenar estos eventos cósmicos, fundamentales para medir distancias astronómicas y comprender la expansión del universo.

Para el profesor Boris Gänsicke, coautor del trabajo, la capacidad de la espectroscopía ultravioleta para identificar estas señales tempranas subraya la importancia del Telescopio Espacial Hubble. "Actualmente solo el Hubble puede realizar este tipo de observaciones, ya que la atmósfera terrestre bloquea la radiación ultravioleta", afirmó, recordando la urgencia de planificar el próximo gran telescopio espacial.

A medida que la estrella WD 0525+526 continúe enfriándose con el tiempo, se espera que aflore aún más carbono en su superficie. Por ahora, su firma ultravioleta es una ventana única a la fase inicial de las consecuencias de una fusión estelar, proporcionando una referencia sin precedentes para entender cómo finalizan los sistemas binarios.

Este descubrimiento demuestra que muchas enanas blancas aparentemente normales podrían ser el producto de antiguas fusiones, camufladas entre la población de enanas blancas con atmósfera de hidrógeno puro. Solo las observaciones ultravioleta podrán desvelar cuántos de estos remanentes de fusión existen realmente en nuestra galaxia.

La Universidad de Warwick, pionera en investigaciones de vanguardia, refuerza con este hallazgo su papel en la exploración de los misterios del universo. Cada nueva enana blanca ultramasiva descubierta acerca a los científicos a desentrañar el destino final de las estrellas y los secretos mejor guardados de la evolución cósmica.