Trazando las Conexiones del Universo: Un Viaje a Través de los Sistemas Estelares 

 

Datos del artículo científico del que hablaremos en este astrobito: Título: Dancing with the stars: a review on stellar multiplicity Autoría: Thibault Merle Institución del primer autor: Royal Observatory of Belgium, Brussels, Belgium Estado: aceptado para publicación en Bulletin de la Société Royale des Sciences de Liège, acceso abierto en arXiv.

Mientras contemplamos el cielo nocturno desde un lugar remoto y oscuro, es difícil no quedar cautivado por la multitud de estrellas que se pueden observar a simple vista. En condiciones tan prístinas, intentar enumerar la cantidad exacta de estrellas visibles se vuelve casi imposible. A pesar del abrumador número de estrellas, surge una percepción común: que cada estrella reside en solitario en los rincones más remotos de nuestro universo. Esta noción parece razonable dada la escala colosal del cielo; las estrellas parecen ocupar sus propios nichos cósmicos sin interacción aparente. 

Sin embargo, la realidad es bastante diferente. Muchas estrellas no existen en aislamiento; en cambio, participan en relaciones dinámicas con otras estrellas o incluso con otros cuerpos astrales. Estos sistemas, comúnmente denominados sistemas estelares, exhiben la rica tapicería de conexiones interestelares que puntúa la inmensidad de nuestro universo. Este astrobito presenta una breve introducción a los sistemas estelares, su importancia en nuestra comprensión de las estrellas, y resalta las misiones que están ayudando a mejorar nuestro conocimiento en esta área.

¿Qué podemos aprender de los sistemas estelares? 

Las estrellas disfrutan de la compañía. Pueden formar sistemas binarios, donde dos estrellas orbitan entre sí, pero también pueden existir en configuraciones más complejas que consisten en tres o más estrellas. El estudio de estos sistemas estelares, ya sea en pares binarios o en sistemas más complejos, mejora nuestra comprensión de la formación y evolución de las estrellas. 

Formación estelar. La exploración de múltiples sistemas estelares ha avanzado significativamente nuestra comprensión de sus procesos de formación. El descubrimiento de sistemas binarios y triples donde las estrellas se encuentran relativamente cerca las unas a las otras, por ejemplo, ha revelado que a menudo estos sistemas se forman a través de la fragmentación de discos seguida de la migración de material hacia el interior impulsada por la acreción de gas. En contraste, sistemas con un mayor número de estrellas parecen formarse principalmente a través de procesos de adentro hacia afuera, donde las partes internas de las estrellas toman forma primero. 

Evolución estelar. La riqueza de información derivada del estudio de sistemas estelares también ha destacado el papel de los sistemas binarios como bloques fundamentales para comprender la evolución de sistemas más grandes y complejos. Los sistemas binarios cercanos, donde las estrellas están en proximidad (~10 unidades astronómicas), ofrecen ideas sobre la física subyacente de la transferencia de masa y momento angular, así como la pérdida entre estrellas. Estos procesos pueden llevar a la formación de estrellas químicamente únicas, caracterizadas por aumentos en su cantidad carbono y otros elementos pesados. Ejemplos incluyen estrellas de bario (donde hay un exceso de bario ionizado Ba(II)), estrellas CH (con fuertes bandas de absorción espectral debido al radical metilidino CH) y estrellas con baja abundancia de metales pero alta de carbono. 

Este conocimiento va más allá de simplemente describir la composición química de las estrellas; también nos permite interpretar diversas observaciones astronómicas resultantes de eventos en los que las estrellas pertenecientes a un sistema estelar se han fusionado. Ejemplos incluyen fenómenos como la alta rotación de la nube Betelgeuse, el evento impostor de supernova del siglo XIX de Eta Carinae, ¡e incluso la generación de ondas gravitacionales! 

Mapeos astronómicos

La astronomía observacional está actualmente aventurándose en una nueva era para la exploración espacial, impulsada por nuestro rápido progreso tecnológico. El continuo perfeccionamiento de telescopios, junto con la integración de algoritmos de inteligencia artificial en los procesos de tratamiento de datos, ejemplifica las nuevas herramientas que están impulsando nuestra exploración del cosmos. 

Entre las iniciativas innovadoras que impulsan este progreso se encuentran los mapeos (o sondeos) astronómicos, que nos brindan percepciones sin precedentes del universo (Figura 1). Un sondeo astronómico del cielo constituye un mapa o imagen integral de una región específica. La mayoría de los sondeos se han centrado en la detección de exoplanetas y en el estudio de la historia y formación de la Vía Láctea. Sin embargo, estos mismos sondeos también han desempeñado un papel fundamental al permitir búsquedas sistemáticas de sistemas estelares en todo el cosmos.

Entre estos mapeos destaca la misión espacial Gaia, que tiene como objetivo construir el mapa tridimensional más amplio y preciso de la Vía Láctea al estudiar aproximadamente el 1% de los 100 mil millones de estrellas en la galaxia. Este ambicioso sondeo ha dado como resultado la identificación de la muestra homogénea más grande de casi 800,000 estrellas binarias. 

La misión Gaia también ha revelado la presencia de compañeros inusuales dentro de sistemas binarios. Por ejemplo, Gaia ha marcado la identificación de sistemas binarios que albergan estrellas y agujeros negros. Entre estos destacan BH1, que presenta una estrella similar al Sol orbitando alrededor de un agujero negro, y BH2, que comprende una estrella gigante roja también en órbita alrededor de un agujero negro. Estos hallazgos extraordinarios subrayan el impacto transformador de los avanzados mapeos astronómicos en la expansión de nuestra comprensión y demografía de sistemas estelares binarios y de orden superior. 

Otros mapeos celestes que también han contribuido activamente al estudio de sistemas estelares incluyen las misiones espaciales Kepler y TESS. 

Un futuro brillante

La exploración de sistemas estelares está abriendo innegablemente un nuevo capítulo en nuestra comprensión de las estrellas, abarcando su formación, evolución y el reconocimiento ocasional de compañeros celestiales inesperados. A medida que nos aventuramos en el cosmos a través de extensos mapeos astronómicos como la misión Gaia y otras iniciativas innovadoras, nuestra comprensión de estos compañeros estelares se amplía. Al mismo tiempo, somos testigos de la influencia transformadora de los avances tecnológicos, que continuamente mejoran nuestra perspectiva del cosmos. Esta convergencia de exploración científica e innovación tecnológica nos impulsa hacia una apreciación cada vez más profunda de las maravillas celestiales que habitan nuestro universo.