Explicado: Cómo las estrellas proporcionaron el carbono que hace posible la vida.
Cuando una estrella muere, libera varios elementos, incluido el carbono, en el entorno. Un nuevo estudio sobre las enanas blancas establece límites de tamaño para las estrellas que enriquecieron la Vía Láctea con carbono
La nueva investigación analizó las enanas blancas en este cúmulo de estrellas. Llamado NGC 7789, se encuentra a unos 8.000 años luz de distancia. También se le llama Caroline's Rose, en honor a la astrónoma Caroline Lucretia Herschel, quien la descubrió a fines del siglo XVIII. (Crédito: Guillaume Seigneuret a través de la NASA) El carbono es esencial para la vida: es el bloque de construcción simple de todas las moléculas orgánicas complejas que necesitan los organismos. Se sabe que todo el carbono de la Vía Láctea provino de estrellas moribundas que expulsaron el elemento a su entorno. Sin embargo, lo que ha quedado debatido es qué tipo de estrellas hicieron la mayor contribución.
Ahora, un estudio ha proporcionado nuevos conocimientos sobre los orígenes del carbono en nuestra galaxia. Publicado en 'Nature Astronomy' por un equipo internacional de investigadores, el estudio es un análisis de enanas blancas - los densos restos de una estrella después de su muerte.
¿Cómo proviene el carbono de las estrellas?
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La mayoría de las estrellas, excepto las más masivas, están condenadas a convertirse en enanas blancas. Cuando los masivos mueren, van con un espectacular estallido conocido como supernova. Tanto las estrellas de masa baja como las masivas expulsan sus cenizas a los alrededores antes de acabar con sus vidas. Y estas cenizas contienen muchos elementos químicos diferentes, incluido el carbono.
Tanto en estrellas de baja masa como en estrellas masivas, el carbono se sintetiza en sus interiores profundos y calientes a través de la reacción triple alfa, es decir, la fusión de tres núcleos de helio, dijo la autora principal del estudio, Paola Marigo, de la Universidad de Padua en Italia. dijo este sitio web , Por correo electrónico.
En las estrellas de baja masa, el carbono recién sintetizado se transporta a la superficie [desde el interior] a través de gigantescas burbujas de gas y desde allí se inyecta al cosmos a través de los vientos estelares. Las estrellas masivas enriquecen el medio interestelar con carbono principalmente antes de la explosión de la supernova, cuando también experimentan poderosos vientos estelares, dijo.
Lo que los astrofísicos debaten es si el carbono de la Vía Láctea se originó a partir de estrellas de baja masa antes de que se convirtieran en enanas blancas, o de los vientos de estrellas masivas antes de que explotaran como supernovas. La nueva investigación sugiere que las enanas blancas pueden arrojar más luz sobre el origen del carbono en la Vía Láctea.
Entonces, ¿qué encontró el estudio?
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Entre agosto y septiembre de 2018 en el Observatorio Keck en Hawái, los investigadores analizaron algunas enanas blancas pertenecientes a cúmulos estelares abiertos de la Vía Láctea. Midieron las masas de las enanas blancas, derivaron sus masas al nacer y, a partir de ahí, calcularon la relación de masas inicial-final, una medida astrofísica clave que integra información de todos los ciclos de vida de las estrellas.
Descubrieron que la relación contradecía una tendencia: que cuanto más masiva era la estrella al nacer, más masiva dejaba la enana blanca al morir. ... Nos sorprendió un resultado inesperado y, en cierto modo, extraño: las masas de esas enanas blancas eran notablemente más grandes de lo que hasta ahora creían los astrofísicos. Aún más sorprendente, nos dimos cuenta de que su inclusión rompió el crecimiento lineal, introduciendo una especie de pequeña onda en la relación, una pequeña torcedura que alcanza su punto máximo en las masas iniciales alrededor de 2 masas solares, escribió Marigo para 'Nature' en un artículo sobre el artículo de investigación.
Hasta ahora, se pensaba que las estrellas nacidas hace aproximadamente 1.500 millones de años en nuestra galaxia habían producido enanas blancas de alrededor del 60-65% de la masa de nuestro Sol. En cambio, se descubrió que habían muerto dejando atrás restos compactos más masivos, alrededor del 70-75% de masas solares.
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¿Qué explica esto?
En su interpretación, Marigo y sus colegas plantean estrictas restricciones sobre cómo y cuándo el carbono fue producido por las estrellas de nuestra galaxia, y terminó atrapado en la materia prima a partir de la cual se formaron el Sol y su sistema planetario hace 4.600 millones de años.
En las últimas fases de su vida, las estrellas que tenían alrededor de 2 masas solares produjeron nuevos átomos de carbono en sus cálidos interiores, los transportaron a la superficie y finalmente los esparcieron hacia el medio interestelar a través de suaves vientos estelares. Nuestros modelos estelares detallados indican que el despojo del manto exterior rico en carbono ocurrió lo suficientemente lento como para permitir que los núcleos centrales de estas estrellas, las futuras enanas blancas, crezcan considerablemente en masa, escribió Marigo.
A partir de un análisis de la relación de masa inicial-final alrededor de la pequeña torcedura, los investigadores sacaron sus conclusiones sobre el rango de tamaño de las estrellas que contribuían con carbono a la Vía Láctea. Las estrellas de más de 2 masas solares también contribuyeron al enriquecimiento galáctico de carbono. Las estrellas con menos masa de 1,65 masas solares no lo hicieron. En otras palabras, 1,65-Msun [1,65 veces la masa del Sol] representa la masa mínima para que una estrella esparza sus cenizas ricas en carbono al morir, escribió Marigo.
¿Cómo se compara esto con las teorías existentes sobre el enriquecimiento de carbono?
En realidad, nuestro estudio no está a favor de ninguno de los escenarios, dijo Marigo a The Indian Express. Ambas fuentes (estrellas de masa baja y masivas) probablemente contribuyeron, en diferentes proporciones (aún inciertas). Haber fijado la masa inicial mínima para la producción de carbono en estrellas de baja masa es un resultado valioso, ya que ayuda a juntar las piezas del rompecabezas, dijo.
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