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# Física# Astrofísica solar y estelar

El sistema estelar único KIC 8145411 desafía la astrofísica

Un nuevo sistema estelar descubierto redefine las teorías sobre la formación y evolución de las estrellas.

― 7 minilectura


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Recientemente, los astrónomos descubrieron un sistema estelar llamado KIC 8145411. Este sistema es único porque se pensaba que era imposible. Contiene tres estrellas en lugar de solo dos como muchos otros sistemas. Dos de las estrellas son parecidas a nuestro Sol, y la tercera estrella es un enano blanco tenue, que es lo que queda después de que una estrella como el Sol se apaga.

La configuración del sistema ha hecho que los científicos replanteen cómo se forman tales estrellas. Inicialmente, se creía que los enanos blancos deberían encontrarse en grupos compactos y no en órbitas más amplias. KIC 8145411, con su estructura única, desafía esa idea.

El Descubrimiento a Través de Observaciones

El sistema fue estudiado usando datos de la misión Kepler, que estaba diseñada para monitorear estrellas y buscar planetas. A los científicos les interesaba especialmente un fenómeno conocido como auto-lente. En este caso, la estrella enana blanca actúa como una lente de aumento, realzando la luz de las otras estrellas cuando pasa frente a ellas.

KIC 8145411 fue clasificado como un sistema binario auto-lente. Sin embargo, a medida que avanzaba la investigación, quedó claro que este sistema estelar era más complejo. La verdadera disposición involucraba tres estrellas, no solo dos.

Estrellas Internas y Externas

En KIC 8145411, el enano blanco orbita una de las estrellas similares al sol. Mientras tanto, una segunda estrella similar al sol se encuentra mucho más lejos. La distancia entre las dos estrellas similares al sol es significativa, lo que hace que sea difícil observarlas juntas. Esta estrella externa fue inicialmente pasada por alto en observaciones anteriores, de ahí la confusión sobre la estructura real del sistema.

La estrella lejana influye en las mediciones que los científicos hicieron previamente. Al intentar medir la masa del enano blanco, la luz de la estrella distante redujo la intensidad de las señales. Esto llevó a suposiciones incorrectas sobre las características del enano blanco.

Midiendo la Masa del Enano Blanco

Usando métodos actualizados, los investigadores observaron los datos del sistema más de cerca. Examinaron las Curvas de Luz, que muestran el brillo de las estrellas a lo largo del tiempo, y la frecuencia a la que se mueven las estrellas, conocida como Velocidades Radiales. Al combinar estos datos con observaciones detalladas, reevaluaron la masa del enano blanco.

Los hallazgos mostraron que el enano blanco no es tan ligero como se pensaba inicialmente. En lugar de ser una estrella de masa extremadamente baja, su masa ahora se ve en una categoría diferente debido a la influencia de la estrella externa similar al sol.

Curvas de Luz y Su Importancia

Las curvas de luz son herramientas esenciales para entender cómo funciona un sistema estelar. Muestran cómo cambia el brillo de las estrellas a lo largo del tiempo, especialmente durante eclipses o cuando las estrellas pasan una frente a la otra. La forma y profundidad de estas curvas dan información sobre las masas y tamaños de las estrellas.

En KIC 8145411, la presencia de la estrella externa diluyó los cambios de brillo causados por el efecto de lente gravitacional del enano blanco. Esta dilución significó que los investigadores no estaban viendo toda la historia inicialmente.

El Papel de Gaia y Otras Observaciones

Gaia, una misión espacial dedicada a mapear la Vía Láctea, proporcionó datos adicionales sobre KIC 8145411. Las observaciones ayudaron a identificar la distante estrella similar al sol en relación con el enano blanco y su compañero.

Los datos de otros telescopios complementaron esta información. Un instrumento en el Observatorio Palomar utilizó óptica adaptativa para capturar imágenes de alta resolución. Estas imágenes mostraron claramente las dos estrellas similares al sol en el sistema, confirmando la naturaleza triple de KIC 8145411.

Diferentes Modelos de Formación

El descubrimiento de KIC 8145411 brinda nuevas oportunidades para pensar sobre cómo se forman estrellas como estas. Antes, los investigadores tenían ciertas expectativas basadas en lo que sabían sobre sistemas binarios. La configuración de KIC 8145411 sugiere que el proceso de formación estelar puede ser más complejo de lo que se creía anteriormente.

Por ejemplo, cuando una estrella similar al sol se expande a un gigante rojo, podría tener suficiente masa para influir significativamente en su estrella compañera. Esta interacción puede afectar cómo evolucionan las estrellas y puede explicar por qué KIC 8145411 tiene una configuración diferente.

Los investigadores también exploraron ideas sobre la Transferencia de Masa entre estrellas, que ocurre cuando una estrella atrae material de otra. Este proceso puede llevar a ciertos tipos de estrella a convertirse en enanos blancos. Los hallazgos de KIC 8145411 plantean preguntas sobre cuán a menudo sucede esto en órbitas más amplias, ya que los modelos anteriores consideraban principalmente sistemas binarios compactos.

Analizando SEDs y Velocidades Radiales

Las Distribuciones de Energía Espectral (SEDs) dan información sobre las temperaturas y composiciones de las estrellas. Al recopilar datos de luz en diferentes longitudes de onda, los científicos pueden estimar varios parámetros, incluida la masa y la edad. En el caso de KIC 8145411, el análisis de SED ayudó a confirmar las temperaturas de las dos estrellas similares al sol.

Las mediciones de velocidades radiales-qué tan rápido se mueven las estrellas hacia nosotros o alejándose-son críticas para entender sus órbitas. Al observar cómo cambian estas velocidades a lo largo del tiempo, los investigadores pueden determinar las masas de las estrellas involucradas.

Tanto las curvas de luz como las velocidades radiales indicaron que las estrellas de KIC 8145411 se comportan de manera diferente a lo esperado, remodelando la comprensión de los sistemas de enanos blancos.

Implicaciones para la Astrofísica

Las implicaciones de estudiar KIC 8145411 van más allá de su propia estructura. Este sistema sirve como un estudio de caso de cómo los investigadores pueden mejorar su comprensión de la formación y evolución estelar. Destaca la importancia de considerar múltiples factores al analizar sistemas estelares.

Otros binarios auto-lente encontrados en circunstancias similares se comparan con KIC 8145411 para ver si comparten características. Tales estudios pueden ayudar a definir nuevas categorías de sistemas estelares y conducir a modelos refinados de cómo interactúan las estrellas.

Una Perspectiva Más Amplia en Astronomía

KIC 8145411 se suma al creciente conocimiento sobre cuán diversos pueden ser los sistemas estelares. Este descubrimiento no solo se trata de un sistema estelar; abre la puerta a entender cuántos sistemas similares podrían existir en nuestra galaxia.

A medida que los investigadores continúan explorando KIC 8145411, probablemente encontrarán más respuestas a preguntas sobre las estructuras estelares y sus interacciones. Al observar y analizar tales sistemas, los astrónomos pueden reconstruir la historia de las estrellas y ayudar a trazar el rumbo para futuras investigaciones.

Conclusión: Ampliando Nuestro Conocimiento de los Sistemas Estelares

El caso de KIC 8145411 sirve como un recordatorio de la naturaleza dinámica de la investigación astrofísica. A medida que las técnicas en astronomía evolucionan, también lo hace la comprensión de los sistemas complejos. El descubrimiento de sistemas estelares múltiples como este enfatiza la necesidad de una observación y análisis cuidadosos.

A través de técnicas avanzadas y esfuerzos colaborativos en varios observatorios, la comprensión científica de los sistemas estelares continúa creciendo. KIC 8145411 se erige como un testimonio de este viaje en curso en la astronomía, ofreciendo conocimientos sobre la intrincada danza de los objetos celestiales.

Fuente original

Título: No longer impossible: the self-lensing binary KIC 8145411 is a triple

Resumen: Five self-lensing binaries (SLBs) have been discovered with data from the \textit{Kepler} mission. One of these systems is KIC 8145411, which was reported to host an extremely low mass (ELM; $0.2\,M_{\odot}$) white dwarf (WD) in a 456-day orbit with a solar-type companion. The system has been dubbed "impossible", because evolutionary models predict that $\sim 0.2\,M_{\odot}$ WDs should only be found in tight orbits ($P_{\rm orb} \lesssim$ days). In this work, we show that KIC 8145411 is in fact a hierarchical triple system: it contains a WD orbiting a solar-type star, with another solar-type star $\sim 700\,$AU away. The wide companion was unresolved in the Kepler light curves, was just barely resolved in Gaia DR3, and is resolved beyond any doubt by high-resolution imaging. We show that the presence of this tertiary confounded previous mass measurements of the WD for two reason: it dilutes the amplitude of the self-lensing pulses, and it reduces the apparent radial velocity (RV) variability amplitude of the WD's companion due to line blending. By jointly fitting the system's light curves, RVs, and multi-band photometry using a model with two luminous stars, we obtain a revised WD mass of $(0.53 \pm 0.01)\,M_{\odot}$. Both luminous stars are near the end of their main-sequence evolution. The WD is thus not an ELM WD, and the system does not suffer the previously proposed challenges to its formation history. Similar to the other SLBs and the population of astrometric WD binaries recently identified from Gaia data, KIC 8145411 has parameters in tension with standard expectations for formation through both stable and unstable mass transfer. The system's properties are likely best understood as a result of unstable mass transfer from an AGB star donor.

Autores: Natsuko Yamaguchi, Kareem El-Badry, David R. Ciardi, David W. Latham, Kento Masuda, Allyson Bieryla, Catherine A. Clark, Samuel S. Condon

Última actualización: 2024-07-22 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2405.00780

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.00780

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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