- Título del artículo original: HR 6819 is a binary system with no black hole. Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy.
- Autoras/es: A. J. Frost, J. Bodensteiner, Th. Rivinius, D. Baade, A. Merand, F. Selman, M. Abdul-Masih, G. Banyard, E. Bordier, K. Dsilva, C. Hawcroft, L. Mahy, M. Reggiani, T. Shenar, M. Cabezas, P. Hadrava, M. Heida, R. Klement y H. Sana.
- Institución de la primera autora: Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgium.
- Estado de la publicación: publicado en Astronomy and Astrophysics, con acceso abierto.
En el mundo científico, como en la vida, a veces encontramos personas con un punto de vista distinto al nuestro. Podríamos enzarzarnos en una épica batalla por imponer nuestra opinión, pero cuando se trata de conocimiento científico, a veces la mejor opción es unir fuerzas para descubrir las verdades ocultas del universo. Y esto es precisamente lo que ha originado el artículo del que hablaremos hoy.
Un sistema novedoso, sea cual sea su naturaleza
HR 6819 es un astro que se encuentra en la constelación del Telescopio. Saltó a la fama en 2020, cuando un equipo de investigación anunció que este objeto no era una estrella, ni dos… ¡sino un sistema estelar triple!
El equipo observó que el movimiento de una de las estrellas de HR 6819 era compatible con que estuviese en una binaria. Este tipo de sistemas están formados por dos estrellas que se orbitan mutuamente (técnicamente orbitan el centro de masas común), así que deberíamos verlas moverse en una especie de “vaivén”: cuando una “va”, la otra “vuelve”, y el ciclo se va repitiendo. Sin embargo, el movimiento de la otra sugería que no era la pareja de su compañera y se ubicaría mucho más lejos. Pero entonces, ¿qué objeto orbitaba con la primera estrella, formando la binaria? Era como si estuviese emparejada con un objeto oscuro… ¡un agujero negro! Como estos cuerpos no emiten luz, la idea encajaba bien, así que este sistema triple estaría formado por una estrella y un agujero negro orbitándose cada 40 días, alrededor de las cuales y a mucha más distancia se encontraría la otra estrella (Figura 1).
El sorprendente hallazgo convertía al sistema en hogar del que sería el agujero negro más cercano a la Tierra, a sólo 1000 años-luz (o 340 pársecs). Tan cerca que sus estrellas pueden verse a simple vista en las noches claras desde el hemisferio sur. Además, HR 6819 fascinaba a la comunidad científica dado que este tipo de sistemas triples podrían evolucionar dando lugar a parejas de agujeros negros detectables mediante ondas gravitacionales.
Sin embargo, un estudio posterior basado en los mismos datos ofreció una explicación alternativa para la naturaleza de HR 6819: que fuese un sistema binario con dos estrellas orbitándose cada 40 días (y sin agujero negro). El equipo firmante del estudio afirmaba que los datos eran compatibles con una binaria, siendo las diferencias en el movimiento debidas a que una de las estrellas habría robado a su compañera gran parte de su gas. La evolución de las binarias de estrellas masivas está muy poco documentada, así que la posibilidad de haber observado una la volvía muy interesante.
En definitiva, ambos equipos defendían que HR 6819 está formado por dos estrellas muy luminosas y masivas, de tipo B. Sin embargo, pese a haber utilizado los mismos datos, diferían en la distancia entre ellas, su masa y la presencia de un tercer objeto “no luminoso”. El primero proponía una binaria con una estrella masiva y un agujero negro, que es orbitada por una segunda estrella más lejana. Por otro lado, el segundo escenario (Figura 2) presentaba una binaria de dos estrellas masivas, pero con masas bastante distintas dado que una habría perdido sus capas exteriores. Así, el segundo modelo no necesitaba un agujero negro para explicar las observaciones del sistema. ¿Quién tenía razón?
Hagamos equipo, por el bien de la ciencia
Siendo los datos disponibles insuficientes para discernir, los dos equipos de investigación decidieron unirse para resolver el misterio. Estaban de acuerdo en la existencia de dos estrellas en el sistema, así que centraron sus esfuerzos en realizar nuevas y detalladas observaciones que permitieran averiguar la distancia entre ellas: si la primera hipótesis era la correcta, los nuevos datos revelarían la presencia de una estrella masiva a gran distancia. Sin embargo, si las observaciones favorecían la segunda hipótesis, habría que detectar dos estrellas a menor separación con movimientos y masas que explicasen su movimiento sin necesidad de un tercer objeto oscuro.
Para ello hicieron uso de dos instrumentos: MUSE y GRAVITY, ambos situados en el Very Large Telescope (o “Telescopio Muy Grande”, en español) en Chile. La importancia de combinar los datos de ambos instrumentos es que pueden observar distintas separaciones: mientras MUSE revelaría estrellas lejanas (hasta 0.12 pársecs), GRAVITY informaría de las más cercanas. Las observaciones se realizaron en condiciones meteorológicas extremadamente buenas, permitiendo al nuevo equipo afirmar que ¡no hay ninguna estrella lejana! La hipótesis del agujero negro perdía fuerza.
Que no cunda el desánimo
Que no haya agujero negro no implica que el sistema no sea interesante. Más bien al contrario: HR 6819 estaría formada por dos estrellas tipo B, el segundo grupo de estrellas más brillantes de la secuencia principal. Es decir, son estrellas que mantienen su brillo gracias al consumo de hidrógeno, como nuestro Sol, pero unas 10 o 20 veces más masivas y de colores blancos/azules. Y por esto son tan especiales: al ser tan energéticas, consumen su hidrógeno muy rápido y viven muy poco tiempo, así que es muy poco frecuente observarlas. Además, se sabe que la mayoría viven en sistemas binarios pero se han observado muy pocos ejemplos, así que los detalles de HR 6819 resultan de gran interés para la comunidad científica.
Pero la historia no acaba aquí: el equipo compara los datos de GRAVITY con modelos teóricos y encuentra que una de las estrellas brilla un 50% más que su compañera y presenta líneas de emisión de hidrógeno en su espectro (Figura 3). Esta última característica ya había sido notada anteriormente por ambos equipos, y revela que se trata de un “subtipo” de estrella B: las estrellas Be. Estas son de tipo B, pero con una rotación tan rápida que se “achatan” y pierden material formando un disco a su alrededor. Normalmente, el tipo Be es una fase transitoria de las estrellas B, pudiendo experimentarla de forma intermitente a lo largo de su vida.
Y la estrella Be de HR 6819 juega un papel fundamental en el hecho de que no se necesite un agujero negro para explicar este sistema, al ser la causante de que su compañera tenga menos masa de la que debería. Al vivir tan próximas entre sí (a una distancia similar de la que separa Mercurio del Sol), los destinos de las dos estrellas están entrelazados y evolucionan de manera distinta a como esperaríamos que lo hiciesen si viviesen aisladas. En este caso, los modelos apuntan a que la estrella Be habría robado gran parte de su vida (es decir, de masa) a su compañera, como si de un vampiro estelar se tratase, aumentando su propia masa y su rotación. Todo esto habría ocurrido justo antes de obtener los datos, de manera que en el momento de la observación ya había terminado la transferencia de gas. Así, vemos una estrella B que ha perdido sus capas exteriores y una estrella Be con su característico disco alrededor. Y dado que la clase Be suele ser temporal, estaríamos viendo el sistema en una fase muy corta en su evolución.
Que no pare la ciencia
El estudio más detallado de este sistema en los próximos años podría aportar información relevante para enriquecer las teorías de evolución estelar de las que disponemos. En particular, sobre estos curiosos procesos de “vampirismo estelar” y estrellas Be, difíciles de observar dada su brevedad, pero bien accesibles en HR 6819 gracias a su cercanía a la Tierra.
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