Estrella de secuencia principal, gigante roja, enana blanca: en el transcurso de su vida útil, que abarca millones o incluso miles de millones de años, las estrellas pasan por diferentes etapas de evolución estelar, todas con una apariencia muy diferente. Sin embargo, las estrellas no revelan suenvejece fácilmente, al menos no a primera vista. La duración de cada fase difiere demasiado de una estrella a otra. Sin embargo, con una mirada más profunda, los investigadores pueden reconstruir la historia de vida de la estrella. Varios métodos ahora permiten determinar de manera confiable la edad de unestrella.
Pero hay casos difíciles: hace cuatro años, dos grupos de investigadores dirigidos por el Instituto de Astrofísica de Leibniz y el Instituto de Astronomía Max Planck descubrieron estrellas gigantes rojas confusas. Los resultados de diferentes mediciones de edad divergieron en cuatro mil millones de años completos."Las estrellas parecían ser viejas y jóvenes al mismo tiempo", dijo la Dra. Saskia Hekker de MPS y la Universidad de Aarhus en Dinamarca, que era parte de ambos equipos de descubrimiento en ese momento y ahora es el primer autor del nuevo estudio."Esta aparente paradoja me ha intrigado desde entonces", agrega. Junto con su colega la Dra. Jennifer A. Johnson de la Universidad Estatal de Ohio, ahora ha resuelto el misterio de algunas de estas estrellas. Ambos investigadores están convencidos de que lo extrañolas estrellas solo fingen juventud.
El material de construcción de los gigantes rojos señala una edad antigua de más de 10 mil millones de años. Las estrellas contienen relativamente poco hierro, un elemento que en el curso de la evolución galáctica se produjo solo lentamente. Por lo tanto, las estrellas viejas contienen poco hierro en comparación con otrassustancias como el magnesio, el silicio y el calcio, mientras que las estrellas jóvenes contienen más. Para determinar las proporciones de estos elementos, los científicos dividen la luz de la estrella respectiva en sus longitudes de onda individuales. En este llamado espectro, cada elemento se encuentra dentro de la estrelladeja una huella dactilar característica. Otro método de determinación de la edad observa las oscilaciones de una estrella. Con los métodos de asteroseismología es posible deducir la masa de la estrella.
Dado que las temperaturas particularmente altas prevalecen dentro de las estrellas pesadas, su combustible se quema relativamente rápido. Por lo tanto, las estrellas pesadas tienen una esperanza de vida mucho más corta que las de baja masa. Los gigantes rojos en cuestión demostraron ser verdaderos pesos pesados. Por lo tanto, el método asteroseísmo produce edades demenos de 6 mil millones de años.
La nueva investigación ahora resuelve esta contradicción. Los investigadores pudieron demostrar que algunas de las estrellas recuerdan un pasado extremadamente accidentado. "Algunas de las estrellas misteriosas deben haberse fusionado con otras durante o después de su transformación en gigantes rojas".La Dra. Saskia Hekker resume los resultados: "Su gran masa no es una propiedad original y, por lo tanto, no es adecuada para la determinación de la edad", agrega. "Las estrellas son realmente viejas".
La clave de estos resultados fueron las cantidades de carbono, nitrógeno y oxígeno que se encuentran en la superficie de las estrellas. Estos elementos permiten una mirada indirecta al interior estelar. Cuando se denominan estrellas de secuencia principal, es decir, aquellas en la misma etapade desarrollo como el Sol, se convierten en gigantes rojas hacia el final de su vida, su funcionamiento interno cambia: el carbono, el nitrógeno y el oxígeno, que se forman en el núcleo, pueden ser arrastrados a la superficie en grandes corrientes de plasma y luego puedenDependiendo de cuán caliente, y por lo tanto masiva, la estrella en cuestión, los elementos se pueden encontrar en diferentes proporciones.
En algunas de sus mediciones, los investigadores encontraron valores típicos para las estrellas de baja masa. "Antes de convertirse en gigantes rojas, estas estrellas deben haber sido comparativamente ligeras", concluye la Dra. Jennifer Johnson de la Universidad Estatal de Ohio ".la masa puede explicarse por el hecho de que como gigantes rojos se han fusionado con otras estrellas ", argumenta.
La explicación no se aplica a todas las estrellas estudiadas. Para algunas, la alta masa determinada hace años por medio de la asteroseismología coincide bien con la presencia de carbono, nitrógeno y oxígeno en su superficie ". Estas estrellas podrían haberse fusionado con otrasen una etapa anterior de desarrollo antes de que el material nuclear fuera remolinado a la superficie ", dice Hekker. Aún queda pendiente una explicación final.
El nuevo estudio también ofrece un nuevo enfoque a la cuestión de con qué frecuencia las estrellas colisionan y se fusionan como resultado. Ahora, los gigantes rojos con un pasado tan turbulento podrían rastrearse a través del desvío de la determinación de la edad.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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