R Aquarii: una relación estelar volátil

magen combinada en el óptico (rojo) y rayos X (azul) del sistema R Aquarii, formado por una estrella enana blanca y una gigante roja variable de tipo Mira en órbita una alrededor de la otra. Crédito:rayos X de NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; óptico de Adam Block/Mt. Lemmon SkyCenter/U. Arizona.

Los astrónomos han estudiado durante mucho tiempo una clase de estrellas llamadas simbióticas, que coexisten muy cerca unas de otras, interaccionando entre ellas. Utilizando datos del observatorio de rayos X Chandra y de otros telescopios, los astrónomos están comprendiendo mejor lo volátiles que pueden ser estas relaciones estelares.

R Aquarii es una de las estrellas simbióticas mejor conocidas. Situada a una distancia de 170 años-luz de la Tierra, sus cambios de brillo fueron notados por primera vez a simple vista hace casi mil años. Desde entonces los astrónomos han estudiado este objeto y determinado que R Aquarii no es una estrella sino dos: una enana blanca pequeña, densa, y una estrella gigante roja más fría.


La gigante roja es una variable Mira y sufre cambios estables de brillo en un factor 250 mientras pulsa, al contrario que su compañera enana blanca que no pulsa. Hay otras diferencias notables entre las dos estrellas. La enana blanca es unas 10 000 veces más brillante que la gigante roja. La temperatura en su superficie es de 20 000 K, mientras que la variable Mira tiene una temperatura de 3000 K. Además la enana blanca es ligeramente menos masiva que su compañera pero, como es mucho más compacta, su campo gravitatorio es más intenso. La fuerza gravitatoria de la enana blanca arrastra hacia su superficie las capas exteriores de la variable Mira. Ocasionalmente, se acumula material suficiente en la superficie de la enana blanca para producir la fusión termonuclear del hidrógeno y la energía emitida por este proceso puede causar una nova, una explosión asimétrica que expulsa las capas exteriores de la estrella a velocidades de decenas de millones de kilómetros por hora, arrojando energía y material al espacio.

Poco después de que Chandra fuera lanzado en 1999 los astrónomos empezaron a estudiar el comportamiento de R Aquarii en rayos X, en los años 2000, 2003 y 2005. Hallaron un chorro de emisión en rayos X, probablemente generados por ondas de choque, similares a las explosiones sónicas de los aviones supersónicos, causados por el choque del chorro con el material de los alrededores. Con el paso de los años, los investigadores han observado cambios en este chorro. Hay regiones de emisión en rayos X que se están alejando de la pareja de estrellas a velocidades de 2.3 millones y 3.1 millones de kilómetros por hora. A pesar de viajar a una velocidad menor que el material expulsado en la explosión de nova los chorros encuentran poco material y no se frenan demasiado. Por otro lado, la materia de la nova barre mucho más material y decelera significativamente, lo que explica que los anillos no sean mucho mayores que los chorros. Utilizando las distancias a la binaria de estas regiones, y asumiendo que las velocidades han permanecido constantes, un equipo de científicos del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ha estimado que fueron producidas por explosiones en las décadas de 1950 y 1980.https://observatori.uv.es/