Los datos de la nave espacial Gaia de la ESA mostraron por primera vez cómo las enanas blancas, los restos muertos de estrellas como nuestro Sol, se convierten en esferas sólidas después de que el gas caliente en su interior se enfría.
Este proceso de solidificación o cristalización de material dentro de las enanas blancas se predijo hace 50 años, pero los astrónomos no han podido observar suficientes de estos objetos para ver una muestra que revele este proceso.
“Solíamos tener solo unos pocos cientos de enanas blancas y muchas de ellas estaban en grupos de aproximadamente la misma edad”, dice Pierre-Emmanuel Tremblay de la Universidad de Warwick, Reino Unido, autor principal del artículo que describe los resultados.
Con la ayuda de Gaia, obtuvimos más información. Se recibieron muchos datos de diferentes objetos con diferentes distancias, brillo y color. Se trata de cientos de miles de enanas blancas en el disco exterior de la Vía Láctea, con diferentes masas y diferentes edades.
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Es al estimar con precisión la distancia a estas estrellas que Gaia está logrando un gran avance, permitiendo a los astrónomos medir su verdadero brillo con una precisión sin precedentes.
(La foto principal muestra una enana blanca, un remanente muerto de una estrella como nuestro Sol, con un núcleo sólido cristalizado).
Las enanas blancas son los restos de estrellas de tamaño mediano similares a nuestro Sol. Después de que estas estrellas quemaron todo el combustible nuclear en su núcleo, liberaron sus capas externas, dejando un núcleo caliente que comienza a enfriarse.
Estos remanentes superdensos aún emiten radiación térmica a medida que se enfrían y son visibles para los astrónomos como objetos bastante débiles. Se estima que hasta el 97% de las estrellas de la Vía Láctea eventualmente se convertirán en enanas blancas, mientras que las más masivas resultarán ser estrellas de neutrones o agujeros negros.
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El enfriamiento de las enanas blancas lleva miles de millones de años. Una vez que alcanzan una cierta temperatura, la materia inicialmente caliente dentro del núcleo de la estrella comienza a cristalizar, volviéndose sólida. El proceso es similar a la transformación de agua líquida en hielo en la Tierra a temperaturas cero, excepto que la temperatura a la que se produce esta solidificación en las enanas blancas es extremadamente alta.
unos 10 millones de grados Celsius.
En este estudio, los astrónomos analizaron más de 15.000 posibles restos estelares a 300 años luz de la Tierra. Gaia pudo ver a estas enanas blancas cristalizadas como un grupo distinto.
“Vimos una gran cantidad de enanas blancas de diferentes colores y matices que no estaban relacionadas entre sí en términos de su evolución”, dice Pierre-Emmanuel.
“Nos dimos cuenta de que no se trata de una población separada de enanas blancas, sino del efecto de enfriamiento y cristalización predicho hace 50 años."
El calor liberado durante este proceso de cristalización, que dura varios miles de millones de años, parece ralentizar la evolución de las enanas blancas.
“Las enanas blancas se han utilizado tradicionalmente para la datación por edades de poblaciones estelares como los cúmulos estelares”, explica Pierre-Emmanuel.
“Ahora necesitamos desarrollar mejores modelos de cristalización para obtener estimaciones más precisas de la edad de estos sistemas."
No todas las enanas blancas cristalizan al mismo ritmo. Las estrellas más masivas se enfrían más rápido y alcanzan temperaturas a las que se produce la cristalización en aproximadamente mil millones de años. Las enanas blancas de menor masa, más cercanas a la etapa final esperada del Sol, se enfrían más lentamente, y demoran hasta seis mil millones de años en convertirse en esferas sólidas muertas.
El Sol todavía tiene unos cinco mil millones de años antes de convertirse en una enana blanca, y los astrónomos estiman que tomará otros cinco mil millones de años después de eso para enfriarse eventualmente a una esfera cristalina.
“Este resultado subraya la versatilidad de Gaia y sus múltiples aplicaciones”, dice Timo Prusti, científico del Proyecto Gaia en la ESA.
