rayos gamma: El misterio de Gamma Cassiopeiae ha sido resuelto
Después de aproximadamente medio siglo, se ha aclarado por qué la estrella binaria Gamma Cassiopeiae emite rayos X y radiación gamma inusuales. Es una enana blanca que interactúa con la estrella principal.
Sistema estelar dinámico | La estrella doble Gamma Cassiopeiae se encuentra a unos 550 años luz de nosotros, en la constelación de Casiopea (imagen). Consiste en una estrella de secuencia principal muy caliente que gira rápidamente y una enana blanca (primer plano).
En nuestras latitudes, la constelación de Casiopea, a menudo llamada la “W celestial” debido a su llamativa forma, puede verse hacia el norte en cualquier noche despejada. En el centro de la «W» se encuentra la estrella Gamma Cassiopeiae, o para abreviar Gamma Cas, que puede verse fácilmente a simple vista. Hace medio siglo se detectaron rayos X de alta energía y radiación gamma, cuyo origen siguió siendo un misterio durante mucho tiempo. Ahora el secreto ha quedado desvelado, como informó un grupo de investigación dirigido por Yaël Nazé de la Universidad belga de Lieja en un artículo publicado en marzo en la revista “Astronomy & Astrophysics”: El origen de la radiación de alta energía es, por tanto, una enana blanca sobre la que cae materia. Prueba de ello es la misión japonesa de espectroscopía e imágenes de rayos X (XRISM), en la que también participa la Agencia Espacial Europea ESA.
Gamma Cas es una estrella de secuencia principal de tipo espectral “B” a 550 años luz de la Tierra con 16 veces la masa del Sol y aproximadamente 35.000 veces la luminosidad. Hace mucho tiempo se dio cuenta de que las líneas de hidrógeno en su espectro no aparecen oscuras, sino brillantes, por lo que debe haber una fuente adicional de emisión de hidrógeno. Por lo tanto, a Gamma Cas se le dio la designación espectral «Be»; la “e” significa emisión.
El responsable de la radiación adicional es un disco de gas caliente que rodea a la estrella en su ecuador; esto ya se sabía por estudios anteriores. Este disco se creó porque la estrella gira extremadamente rápido, aproximadamente una vez cada 1,2 días, y tiene un diámetro diez veces mayor que nuestro sol. Esto permite que la fuerza centrífuga en el ecuador supere la gravedad superficial de Gamma Cas, permitiendo que el gas escape al espacio y se acumule en un disco alrededor de la estrella.
La liberación del material no se produce de manera uniforme sino que puede variar con el tiempo. Esto también cambia significativamente el brillo de Gamma Cas, convirtiéndola en una de las llamadas estrellas variables. Investigaciones espectrales adicionales también revelaron que Gamma Cas tiene una compañera cercana de baja masa, una enana blanca. No es directamente visible, sino que sólo puede reconocerse por cambios en el espectro del sistema estelar binario.
Ya a mediados de los años 70, con la aparición de los primeros satélites de rayos X y rayos gamma, Gamma Cas demostró ser una fuente excepcionalmente poderosa de este tipo de radiación de alta energía en el cielo. Proviene de un gas extremadamente caliente con una temperatura de unos 150 millones de grados Celsius y es unas 40 veces más fuerte que una estrella Be normal. Pero aún hoy persiste la pregunta de en qué parte del sistema Gamma Cas se encuentra.
Ahora entraron en juego los datos de observación del satélite XRISM, con los que el grupo de investigación Nazé pudo examinar la estrella Gamma Cas en alta resolución temporal. Resultó que la firma de radiación del gas caliente sigue la órbita de la enana blanca alrededor de la estrella principal. Esto da como resultado el siguiente escenario: la materia del disco caliente que rodea la estrella principal se mueve hacia la enana blanca, se acumula allí en un disco de acreción y finalmente cae a su superficie. El gas se calienta enormemente y libera radiación de alta energía.
Nazé, Y. et al., Astronomía y Astrofísica 10.1051/0004–6361/202558284
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