Las estrellas hermanas gigantes no son tan similares como pensábamos

Los dramas televisivos suelen prosperar en familias donde los hermanos tienen personalidades mucho más diferentes entre sí de lo que la gente podría suponer. Lo mismo puede ser cierto para las estrellas, al menos las gigantes, y los resultados podrían hacer que la investigación científica sobre muchos aspectos de la astronomía sea más complicada que la trama de una serie de larga duración.

Ocasionalmente, una estrella puede pasar lo suficientemente cerca de otra como para ser capturada y permanecer en órbita, pero esto es muy raro. Se cree que casi todas las estrellas de los sistemas binarios, especialmente las binarias cercanas, se formaron juntas a partir de la misma nube de gas y, por lo tanto, comenzaron con la misma composición química. Esta suposición se utiliza para explorar muchos aspectos de la evolución estelar. En las últimas semanas, por ejemplo, aparentemente ha ayudado a explicar un agujero negro estelar inusualmente masivo y a estimar cuántas estrellas se tragan sus planetas.

Desafortunadamente, una nueva investigación sugiere que podría estar equivocado.

Carlos Saffe, del Instituto de Ciencias Astronómicas, Terrestres y Espaciales de Argentina, dirigió un equipo que utilizó los telescopios Gemini Sur para recolectar espectros del par de estrellas gigantes conocidas como HD 138202 + CD−30 12303 (hasta que a los astrónomos se les ocurra algo más atractivo). Descubrieron que la estrella más grande tenía significativamente más hierro (utilizado frecuentemente como sustituto de los metales en general) que su hermana menor.

Para las estrellas más viejas, existen explicaciones sencillas para esto. A medida que una estrella se desarrolla, se vuelve más estratificada y los elementos se asientan en capas internas de modo que su espectro no puede detectarse. Esto puede ocurrir a diferentes ritmos para los compañeros binarios, haciéndolos parecer más diferentes de lo que son. Las estrellas también pueden consumir planetas cercanos, cuyo contenido de metales cambia la proporción cerca de la superficie, lo que puede suceder en una estrella pero no en la otra.

Sin embargo, cuando ambas estrellas en una binaria son lo suficientemente masivas, estas explicaciones fracasan. Estas estrellas están muy bien mezcladas y el material planetario tiene sólo un efecto menor en la composición cerca de la superficie. Por eso fue una sorpresa observar tales diferencias en estrellas gigantes demasiado bien mezcladas para que cualquiera de las explicaciones tuviera sentido. En cambio, las dos estrellas deben haber tenido composiciones diferentes en todo momento.

«Esta es la primera vez que los astrónomos han podido confirmar que las diferencias entre estrellas binarias comienzan en las primeras etapas de su formación», dijo Saffe en un comunicado.

Siempre es peligroso sacar conclusiones de un solo ejemplo, y quizás HD 138202 + CD−30 12303 resulte bastante atípico por razones aún desconocidas. En particular, las dos estrellas están bastante separadas: más de medio año luz, o mil veces la distancia entre el Sol y Neptuno. Sin embargo, si el patrón es común, existen muchas implicaciones para la astronomía.

Por un lado, no podremos asumir los ingredientes iniciales de una estrella mirando a su compañera. En el ejemplo mencionado anteriormente, no podemos estar tan seguros de que el agujero negro provenga de una estrella compuesta casi en su totalidad por elementos primordiales, aunque su compañera sí lo sea.

También necesitaríamos determinar si las nubes de formación de estrellas pueden ser tan diferentes en lugares cercanos, o si a veces algo puede interferir con la incorporación de metales en una estrella pero no en ambas.

Las nubes de gas dan origen no sólo a pares de estrellas, sino también a cúmulos de miles, que gradualmente se van separando. Los esfuerzos recientes para identificar estrellas que provienen de la misma nube han buscado aquellas con trayectorias similares alrededor de la galaxia, pero también con edades y composiciones coincidentes. Quizás este último no sea un indicador tan bueno como pensábamos.

Es posible que también necesitemos repensar las ideas sobre la formación planetaria. «Diferentes sistemas planetarios podrían significar planetas muy diferentes (rocosos, similares a la Tierra, gigantes de hielo, gigantes gaseosos) que orbitan sus estrellas anfitrionas a diferentes distancias y donde el potencial para sustentar vida podría ser muy diferente», dijo Saffe. Esto podría dar lugar a una gran ciencia ficción (imagínense dos sistemas planetarios muy diferentes que orbitan estrellas tan cerca entre sí que viajar entre ellos es práctico), pero las suposiciones actuales sobre dónde buscar vida pueden necesitar revisión.

Por mucho que este trabajo pueda dificultar las cosas para sus colegas, Saffe está entusiasmado. «Al mostrar por primera vez que las diferencias primordiales están realmente presentes y son responsables de las diferencias entre estrellas gemelas, demostramos que la formación de estrellas y planetas podría ser más compleja de lo que se pensaba inicialmente», dijo. «¡El Universo ama la diversidad!»

El estudio se publica en acceso abierto en la revista Astronomy and Astrophysics.