Las estrellas más grandes del universo esconden un comportamiento que los astrónomos llevaban décadas intentando explicar. Algunas presentan en su superficie cantidades de helio mucho mayores de las esperadas, una anomalía que los modelos tradicionales de evolución estelar no conseguían justificar.
Ahora, una investigación liderada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) encontró una posible respuesta: estas estrellas podrían estar incorporando material químico procedente de sus compañeras, en lugar de producirlo y transportarlo exclusivamente desde su propio interior.
El descubrimiento, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, aporta nuevas evidencias sobre la importancia de las interacciones entre estrellas y podría modificar los modelos utilizados para comprender su evolución.
El misterio químico de las estrellas más masivas
Las estrellas masivas tienen al menos ocho veces la masa del Sol y desempeñan un papel fundamental en la evolución del universo.
Durante su existencia, transforman elementos ligeros en otros más pesados mediante reacciones de fusión nuclear. Cuando agotan su combustible, algunas terminan explotando como supernovas y pueden dejar estrellas de neutrones o agujeros negros.
Sin embargo, los astrónomos detectaron hace décadas una anomalía conocida como discrepancia del helio.
Algunas estrellas jóvenes presentan concentraciones superficiales de este elemento que resultan difíciles de explicar mediante los mecanismos habituales de mezcla química interna. El nuevo estudio propone que una parte importante de ese helio tiene un origen externo: otra estrella.
Un análisis de 45 sistemas estelares revela la respuesta
El equipo encabezado por Carlos Martínez-Sebastián analizó 45 sistemas binarios que contienen estrellas masivas de tipo O.
Estos sistemas están formados por dos estrellas que orbitan alrededor de un centro de gravedad común, aunque en ocasiones solamente puede detectarse directamente la luz de una de ellas.
Los investigadores compararon las cantidades de helio presentes en las superficies estelares con características orbitales como la distancia entre los astros y el tiempo que tardan en completar una vuelta. Los resultados mostraron un patrón significativo: las estrellas con mayor enriquecimiento de helio pertenecían a sistemas con órbitas muy estrechas, cuyos períodos eran inferiores a 15 días.
Esta relación refuerza la hipótesis de que la proximidad entre ambas estrellas facilita el intercambio de material.
Cómo una estrella puede transferir materia a otra
En un sistema binario, la estrella inicialmente más masiva suele evolucionar con mayor rapidez que su compañera.
A medida que consume su combustible, su estructura cambia y puede expandirse hasta alcanzar dimensiones enormes.
Cuando esto ocurre, parte de sus capas exteriores puede escapar de su influencia gravitatoria y terminar acumulándose sobre la estrella vecina. Si ese material contiene abundante helio, modifica la composición química superficial de la receptora.
Posteriormente, la estrella donante podría explotar como supernova y alterar violentamente el equilibrio gravitacional del sistema.
Los investigadores también encontraron indicios relacionados con estrellas fugitivas, objetos que se desplazan a velocidades inusualmente elevadas y cuyo movimiento puede estar vinculado a explosiones estelares anteriores.
Un descubrimiento que cambia nuestra comprensión del universo
El hallazgo tiene consecuencias importantes para los modelos de evolución estelar.
Hasta ahora, muchas simulaciones consideraban principalmente los procesos internos de cada estrella para explicar su composición química. Sin embargo, los nuevos resultados indican que las interacciones binarias pueden ser decisivas para interpretar lo que observan los telescopios.
Además, una concentración elevada de helio podría convertirse en una pista para identificar estrellas que intercambiaron materia con antiguas compañeras, incluso cuando estas ya no sean visibles.
Comprender estos procesos también permitirá estudiar mejor el origen de las supernovas, la formación de agujeros negros y los sistemas capaces de generar ondas gravitacionales.
Las estrellas masivas, por lo tanto, no siempre cuentan su historia únicamente a través de los elementos que producen: algunas también conservan las huellas químicas de sus antiguas compañeras.
