Estas enanas blancas deberían estar muriendo, pero una fuerza externa las mantiene vivas

Cuando una estrella del tamaño del Sol muere tras una fusión nuclear, deja tras de sí un objeto denso llamado enana blanca. Las enanas blancas suelen existir como sistemas binarios, con dos estrellas orbitando entre sí. Se clasifican como estrellas degeneradas porque tienen la propiedad única de encogerse a medida que aumenta su masa.

Anteriormente se pensaba que la mayoría de las enanas blancas se habían enfriado sin actividad durante miles de millones de años, y que sus temperaturas superficiales habían caído a alrededor de 4.000 K. Sin embargo, investigaciones recientes han observado un grupo de enanas blancas binarias con períodos orbitales de menos de una hora y han descubierto que son el doble de grandes de lo que se pensaba anteriormente, con temperaturas superficiales entre 10.000 y 30.000 K.

Basándose en estas observaciones, un equipo de investigación de la Universidad de Kioto se centró en los efectos de las fuerzas de marea, la fuerza mediante la cual la gravedad de un cuerpo celeste intenta deformar a otro, en sistemas estelares binarios. Esto se debe a que los cuerpos celestes que comparten órbitas cercanas se deforman por la gravedad del otro, lo que afecta los cambios en sus órbitas. Cuando los cuerpos celestes se deforman periódicamente por esta interacción gravitacional, se produce un fenómeno llamado «calentamiento por marea», en el que se genera calor debido a la fricción en su interior.

«El calentamiento por mareas ha tenido cierto éxito a la hora de explicar las temperaturas de los Júpiter calientes, una categoría de planetas del tamaño de Júpiter que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas, y sus propiedades orbitales relativas a estas estrellas. Por eso nos preguntamos si el calentamiento por mareas también podría explicar las temperaturas de las enanas blancas en sistemas binarios de período corto», explica Lucy Olivia McNeil, una de las autoras principales del estudio.

Las estrellas se expanden debido al calor por fricción causado por la gravedad

McNeil y su equipo combinaron la teoría de la evolución orbital debida al calentamiento por marea con la relación temperatura-radio de las enanas blancas dobles, compuestas de helio y con un período orbital ultracorto de menos de una hora, para construir un modelo capaz de predecir cómo cambian con el tiempo las órbitas, las velocidades de rotación y las temperaturas superficiales de las enanas blancas en sistemas binarios a medida que interactúan entre sí.

Su análisis sugiere que las interacciones de marea desempeñan un papel clave en la evolución de estas enanas blancas. Los investigadores afirman que la gravedad de la enana blanca más pequeña genera calor por fricción dentro de la estrella compañera, más grande y menos masiva. Este calor provoca la expansión de la estrella, elevando su temperatura superficial hasta al menos 10.000 K.

En otras palabras, algunas enanas blancas no son estrellas completamente «muertas» que se han enfriado y encogido, sino que se mantienen calientes gracias al calentamiento por marea, lo que significa que se «mantienen vivas» gracias a fuerzas externas. Cuando los investigadores predijeron el futuro de varios sistemas binarios estelares basándose en datos observacionales reales, descubrieron que la temperatura superficial podría aumentar hasta un 40% antes del inicio de la transferencia de masa entre las estrellas. Esto demuestra que, incluso en sistemas binarios antiguos formados hace miles de millones de años, la enana blanca puede encontrarse en un estado caliente y expandido al inicio de la transferencia de masa.

Los investigadores creen que la expansión podría teóricamente hacer que estas enanas blancas crezcan aproximadamente el doble de lo predicho previamente, lo que podría resultar en interacciones que ocurran en períodos orbitales tres veces más largos de lo que sucedería si las enanas blancas se enfriaran lo suficiente.