Una de las implicaciones de los resultados de un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos, sugiere que en miles de millones de años en el futuro, nuestro Sol muerto se transformará en una joya cósmica gigante.
El estudio se centra en una clase de objetos estelares conocidos como enanas blancas, los remanentes (relativamente) pequeños y densos de estrellas más grandes, como el Sol, que han arrojado sus capas externas, han gastado la mayor parte de su combustible y gradualmente se han ido enfriando.
No una supernova
Hace medio siglo, los teóricos predijeron que las enanas blancas se solidificarían en el cristal con el tiempo, y la nueva investigación ha encontrado que este es realmente el caso.
Cuando una estrella de masa media como nuestro Sol muere, no marca su paso con el glorioso espectáculo de una supernova. En cambio, al haber agotado su reserva de hidrógeno, se convertirá en un poderoso gigante rojo y, finalmente, al quedarse sin combustible nuclear, volará sus capas externas, dejando solo su núcleo.
Este núcleo se conoce como una enana blanca.
Debido a que los ciclos de vida de las enanas blancas son tan bien conocidos, los astrónomos pueden usarlos como una herramienta para estimar la edad de las poblaciones de estrellas cercanas.
Por lo tanto, obtener una mayor comprensión de cómo la cristalización puede evitar el proceso de enfriamiento, esencialmente haciendo que las estrellas parezcan más jóvenes de lo que realmente son, ayudaría a los astrónomos a mejorar la precisión de la técnica de datación de las enanas blancas.
Cristales en el cielo
Usando datos de fotometría y paralaje, un equipo de astrónomos se dispuso a encontrar evidencia directa de la cristalización de las enanas blancas.
Para tal fin, los investigadores analizaron los datos recopilados por la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzada en diciembre de 2013 con el propósito de construir un ambicioso mapa tridimensional de la Vía Láctea, el cual contendría unos mil millones de objetos astronómicos.
Luego de que observaron las mediciones de Gaia de aproximadamente 15.000 enanas blancas, todas ubicadas en un rango de 330 años luz del sol, los datos revelaron un extraño “apilamiento”: una sobreabundancia de enanas blancas con ciertos colores y brillos que no pueden explicarse por las masas o las edades de los objetos.
El trabajo de modelado sugirió que el apilamiento fue causado por la cristalización de los interiores de las enanas blancas, que liberaron suficiente calor para reducir la velocidad de enfriamiento.
Antes de la cristalización, se cree que los átomos se empaquetan tan estrechamente en el núcleo de la enana blanca que sus electrones se desprenden, dejando un gas conductor de electrones y núcleos cargados positivamente en forma fluida.
Cuando se produce la transición, los átomos en el interior súper denso de la estrella se forman en una estructura ordenada y se solidifican, de manera similar a cómo el agua líquida se transforma en hielo.
El físico Pier-Emmanuel Tremblay, catedrático en la Universidad de Warwick en Reino Unido, y coautor de la investigación, explicó:
“Esta es la primera evidencia directa de que las enanas blancas se cristalizan. Hace 50 años se predijo que debido a la cristalización, deberíamos observar un aumento en el número de enanas blancas en ciertas luminosidades y colores, y esto es precisamente lo que hemos observado”.
Los investigadores puntualizan que todas las enanas blancas se cristalizarán en algún momento de su evolución. Esto significa que miles de millones de enanas blancas en nuestra galaxia ya han completado el proceso y son esencialmente esferas de cristal en el cielo. El Sol mismo se convertirá en un cristal gigante en unos 10 mil millones de años.
Referencia: Core crystallization and pile-up in the cooling sequence of evolving white dwarfs. Nature, 2019. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0791-x