Un equipo de astrónomos se llevó una sorpresa al observar un par estelar en el corazón de una impresionante nube de gas y polvo.

La nebulosa (NGC 6164/6165) que rodea a HD 148937 vista en luz visible. Crédito: ESO/VPHAS+ team/CASU.

El problema de los tres cuerpos puede presentarse en varios contextos astronómicos. Un ejemplo clásico es un sistema estelar triple, en el que tres estrellas interactúan gravitacionalmente de una manera caótica y difícil de predecir. Esto puede llevar a que sus órbitas cambien drásticamente y, en algunos casos, pueden acercarse mucho unas a otras.

Ahora, datos del Observatorio Europeo Austral (ESO) han detectado un ejemplo de esto último en el sistema HD 148937, revelando que originalmente había tres estrellas en el sistema, hasta que dos de ellas chocaron y se fusionaron. Este evento violento creó la nube circundante y alteró para siempre el destino del sistema.

«Al revisar la bibliografía, me impresionó lo especial que parecía este sistema», comentó Abigail Frost, astrónoma del ESO en Chile y autora principal del estudio publicado hoy en Science.

Este mapa muestra la ubicación de la nebulosa NGC 6164/6165, también conocida como el Huevo de Dragón, en la constelación del hemisferio sur de Norma (la escuadra del carpintero). Este mapa muestra la mayoría de las estrellas que pueden verse a simple vista si hay buenas condiciones para observar el cielo. La ubicación de la nebulosa en sí está marcada con un círculo rojo. Crédito: ESO, IAU and Sky & Telescope.

El sistema HD 148937 se encuentra a aproximadamente 3800 años luz de la Tierra, en la dirección de la constelación de Norma (o la Escuadra). Consiste en dos estrellas mucho más masivas que el Sol, rodeadas por una hermosa nebulosa —una nube de gas y polvo—.

«Una nebulosa rodeando a dos estrellas masivas es algo raro, lo que nos hizo sentir que algo inusual tenía que haber ocurrido en este sistema. Al analizar los datos, esa sensación de rareza solo aumentó», dijo Frost. «Después de un análisis detallado, pudimos determinar que la estrella más masiva parece mucho más joven que su compañera, algo que no tiene sentido, ya que deberían haberse formado al mismo tiempo».

La diferencia de edad, donde una estrella parece ser al menos 1.5 millones de años más joven que la otra, sugiere que algo debió rejuvenecer a la estrella más masiva.

Reproducción artística: la violenta historia de la pareja estelar HD 148937. Crédito: ESO/L. Calçada, VPHAS+ team/CASU.

Otra pieza del rompecabezas es la nebulosa que rodea a las estrellas, conocida como NGC 6164/6165. Tiene 7500 años de antigüedad, cientos de veces más joven que ambas estrellas. Además, la nebulosa muestra altas cantidades de nitrógeno, carbono y oxígeno, lo cual es sorprendente ya que estos elementos generalmente se encuentran en el interior de una estrella, no en el exterior; parece que algún evento violento los liberó.

Misterio nebuloso

Para desentrañar el misterio, el equipo reunió datos de nueve años de los instrumentos PIONIER y GRAVITY, ambos en el interferómetro del Very Large Telescope (VLTI) del ESO, ubicado en el desierto de Atacama, Chile. También utilizaron datos de archivo del instrumento FEROS en el Observatorio La Silla del ESO.

«Creemos que este sistema tenía al menos tres estrellas originalmente; dos de ellas tuvieron que estar muy cerca en un punto de la órbita, mientras que otra estrella estaba mucho más lejos», explicó Hugues Sana, profesor en KU Leuven en Bélgica y el investigador principal de las observaciones. «Las dos estrellas internas se fusionaron de manera violenta, creando una estrella magnética y expulsando material que formó la nebulosa. La estrella más lejana formó una nueva órbita con la recién fusionada, ahora estrella magnética, creando el sistema binario que vemos hoy en el centro de la nebulosa».

«El escenario de la fusión ya rondaba mi mente en 2017 cuando estudié observaciones de nebulosas obtenidas con el telescopio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea», añadió Laurent Mahy, coautor del estudio y actualmente investigador senior en el Observatorio Real de Bélgica. «Encontrar una discrepancia de edad entre las estrellas sugiere que este es el escenario más plausible, y solo fue posible demostrarlo con los nuevos datos del ESO».

Este escenario también explica por qué una de las estrellas en el sistema es magnética y la otra no, otra característica peculiar de HD 148937 observada en los datos del VLTI.

Al mismo tiempo, ayuda a resolver un misterio de larga data en astronomía: cómo las estrellas masivas adquieren sus campos magnéticos. Mientras que los campos magnéticos son comunes en estrellas de baja masa como el Sol, las estrellas más masivas no pueden mantener campos magnéticos de la misma manera. Sin embargo, algunas estrellas masivas sí son magnéticas.

Los astrónomos sospechaban desde hace tiempo que las estrellas masivas podían adquirir campos magnéticos cuando dos estrellas se fusionan. Pero esta es la primera vez que los investigadores encuentran evidencia directa de que esto sucede. En el caso de HD 148937, la fusión debió haber ocurrido recientemente.

«No se espera que el magnetismo en estrellas masivas dure mucho en comparación con la vida útil de la estrella, por lo que parece que hemos observado este raro evento muy poco después de que sucedió», concluyó Frost.

El Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del ESO, actualmente en construcción en el desierto de Atacama, Chile, permitirá a los investigadores esclarecer lo que sucedió en el sistema con más detalle, y tal vez descubrir aún más sorpresas.

Fuente: ESO. Edición: MP.

Astrónomos observan una consecuencia del problema de los 3 cuerpos