Carbono de una fuente cósmica
Simulaciones por computadora muestran que las estrellas binarias producen una gran cantidad de este elemento.
29. Octubre 2021
Muchas cosas funcionan mejor en parejas. La producción de elementos químicos no es una excepción. Muchos elementos se forman dentro de las estrellas durante los procesos de fusión. El carbono juega un papel importante en esto porque es la base de la vida y, por lo tanto, en última instancia, de los seres humanos. Pero, ¿qué tan efectiva es la fuente cósmica en esta construcción? Un estudio dirigido por el Instituto Max Planck de Astrofísica muestra que las estrellas masivas producen el doble de carbono cuando tienen una estrella compañera.
Los investigadores saben que las estrellas masivas son esenciales en la síntesis de todos los elementos pesados, desde el carbono y el oxígeno hasta el hierro. Aunque la mayoría de estos pesos pesados estelares nacen en múltiples sistemas estelares, los modelos anteriores han mirado casi exclusivamente a estrellas individuales. Un equipo internacional dirigido por Robert Farmer del Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching ha calculado la huella de carbono de estrellas masivas que son socios en un sistema binario.
"En comparación con una sola estrella, un sol masivo en un sistema de este tipo produce el doble de carbono en promedio", dice Farmer. Hasta hace poco, nadie hubiera pensado que las estrellas masivas son a menudo parte de un sistema binario. "Hemos estudiado por primera vez cómo la presencia de un compañero cambia la cantidad de elementos que producen", dice.
La mayoría de las estrellas, incluido nuestro Sol, son alimentadas por la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Solo cuando han completado aproximadamente el 90% de su vida comienzan a convertir el helio en carbono y oxígeno. Mientras que los pesos ligeros como el Sol no pasan de esta etapa, las estrellas masivas continúan quemando carbono en elementos más pesados hasta el hierro.
Sin embargo, el mayor desafío no es producir carbono, sino sacarlo de la estrella antes de que sea destruido. Esto es bastante difícil con estrellas individuales. Pero las estrellas en sistemas binarios pueden interactuar entre sí y transferir masa de su envoltura a un compañero. De esta manera, la estrella, que está perdiendo partes de su masa, desarrolla una capa rica en carbono cerca de su superficie. Si finalmente se produce una supernova, el carbono es expulsado al espacio en la violenta explosión.
egún las últimas simulaciones por computadora del grupo, los sistemas binarios con una estrella masiva en particular parecen producir la mayor parte del carbono cósmico. Otros tipos de estrellas como las grandes gigantes rojas o eventos cósmicos como la explosión de soles quemados (es decir, enanas blancas) son aparentemente menos efectivos.
"Nuestros resultados representan un paso pequeño pero importante hacia una mejor comprensión del papel de las estrellas masivas en la creación de los elementos de los que nosotros mismos estamos hechos", dice Farmer. Hasta ahora, solo se ha estudiado un tipo de interacción en sistemas estelares binarios. Pero hay muchos otros caminos de vida posibles para una estrella nacida cerca de un compañero. Solo hemos comenzado a estudiar sistemáticamente los efectos que un compañero cercano tiene en el rendimiento químico de una estrella masiva.
