Como todo lo demás en el Universo, las estrellas envejecen. Durante este último período de sus vidas estelares, aproximadamente el 30% de los gigantes rojos de baja masa exhiben una variabilidad curiosa en su brillo que permanece inexplicable hasta el día de hoy. Una nueva encuesta de este tipo de gigantes rojas descarta la mayoría de las explicaciones actuales presentadas, por lo que es necesario encontrar una nueva teoría para su comportamiento.
Los gigantes rojos son una etapa en la parte posterior de la vida de una estrella similar al Sol cuando la mayor parte del combustible que alimenta la fusión nuclear en el núcleo de la estrella se agota. La consiguiente falta de presión ligera que empuja contra la fuerza de la gravedad hace que la estrella se colapse sobre sí misma. Sin embargo, cuando ocurre este colapso, calienta una capa de hidrógeno alrededor del núcleo lo suficiente como para reactivar la fusión, lo que resulta en un incrementar en fusión nuclear que hace que la estrella se agrande debido al aumento de la presión de la luz. Esto puede hacer que la estrella se vuelva 1,000 a 10,000 veces más luminosa.
La variabilidad en la salida de luz de los gigantes rojos es natural: se hinchan y se encogen en un patrón consistente, lo que resulta en salidas de luz más brillantes y más tenues. Sin embargo, existe una diferencia en el brillo de aproximadamente un tercio a la mitad de estas estrellas que ocurre durante períodos de tiempo más largos, con una sintonía de hasta cinco años.
Llamado el Período Secundario Largo (LSP), el brillo cambiante de la estrella ocurre en escalas de tiempo más largas que la pulsación del período más corto. Es esta variación a largo plazo en el brillo que permanece sin explicación.
Un nuevo estudio detallado de 58 gigantes rojos variables en la gran nube de Magallanes por Peter Wood y Christine Nicholls, ambos de la Escuela de Investigación de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Nacional de Australia, muestra que las explicaciones propuestas de esta misteriosa variabilidad están por debajo de lo medido propiedades de las estrellas. Nicholls y Wood usaron el espectrógrafo FLAMES / GIRAFFE en el Very Large Telescope de ESO, y combinaron la información con datos de otros telescopios como el Spitzer Space Telescope.
Hay dos explicaciones principales del fenómeno: la presencia de un objeto compañero de los gigantes rojos que orbitan de tal manera que cambian su brillo, o la presencia de una nube de polvo circunestelar que de alguna manera bloquea la luz que viene de la estrella en nuestra dirección en una escala periódica
Un compañero binario de las estrellas cambiaría su órbita de tal manera que se acercarían y retrocederían desde el punto de vista de la Tierra, y si el compañero pasara frente a la estrella también atenuaría la luz que fluye del gigante rojo. En el caso de un compañero binario, el espectro del cambio de brillo entre todas estas estrellas es relativamente similar, lo que significa que para que esta explicación funcione, todos los gigantes rojos que exhiben la variación LSP tendrían que tener un compañero de un tamaño similar. , aproximadamente 0.09 veces la masa del sol. Este escenario sería extremadamente improbable, dada la gran cantidad de estrellas que muestran esta variación de brillo.
El efecto de una nube de polvo circunestelar podría ser una posible explicación. Una nube de polvo circunestelar que oscurece la luz de la estrella una vez por órbita atenuaría su luz lo suficiente como para explicar el fenómeno. La presencia de tal nube de polvo se revelaría por un exceso de luz proveniente de la estrella en el espectro infrarrojo medio. El polvo absorbería la luz de la estrella y la volvería a emitir en forma de luz en la región infrarroja media del espectro.
Las observaciones de las estrellas LSP muestran la firma del infrarrojo medio que es un signo revelador de polvo, pero la correlación entre las dos no significa que el polvo esté causando la variación del brillo. Podría ser que el polvo sea un subproducto de la masa expulsada de la estrella misma, cuya causa subyacente podría estar asociada con el cambio de brillo.
Cualquiera que sea la causa de la oscilación del brillo en estos gigantes rojos, los hace expulsar masa en grandes grupos o en forma de un disco en expansión. Obviamente, serán necesarias más observaciones para rastrear la razón de este fenómeno.
Los resultados de las observaciones hechas por Nicholls y Wood han sido publicados en El diario astrofísico. Dos artículos que describen sus hallazgos están disponibles en Arxiv, aquí y aquí.
Fuente: ESO, documentos Arxiv
