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Nuevos descubrimientos de los Acechadores Azules en NGC 362

Científicos encuentran lurkers azules únicos con compañeros enanas blancas en un cúmulo estelar.

― 7 minilectura


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Los científicos han encontrado cuatro estrellas únicas en un cúmulo estelar llamado NGC 362. Estas estrellas se conocen como "Lurkers Azules". Son especiales porque tienen compañeros que son enanas blancas de baja masa. Las enanas blancas son los restos de estrellas que han agotado su combustible. El descubrimiento se hizo usando un telescopio que observa luz ultravioleta (UV), que forma parte de una misión espacial llamada AstroSat. Este descubrimiento nos ayuda a aprender más sobre cómo se forman y cambian las estrellas con el tiempo.

¿Qué Son los Lurkers Azules?

Los lurkers azules son estrellas que son más brillantes y azules que las estrellas normales, pero no destacan de la misma manera que otras estrellas brillantes. Son similares a las estrellas rezagadas azules, que son más brillantes y están por encima de la secuencia principal en un cúmulo estelar. Las estrellas rezagadas azules se forman a través de interacciones en Sistemas Binarios. Por otro lado, los lurkers azules permanecen ocultos entre otras estrellas porque no brillan tan intensamente. Algunas razones por las cuales no destacan incluyen no recibir suficiente material de una estrella compañera o tener compañeros que son demasiado pequeños.

¿Cómo se Encuentran los Lurkers Azules?

Identificar a los lurkers azules requiere más que solo mirar su brillo. Los científicos usan varios métodos para encontrarlos:

  1. Movimiento: Si una estrella gira más rápido de lo habitual, puede indicar que recientemente ha recibido material de otra estrella.
  2. Distribución de Energía Espectral (SED): Este método analiza la luz de una estrella a través de diferentes longitudes de onda para averiguar sobre sus compañeros.
  3. Señales Químicas: Composiciones químicas inusuales pueden dar pistas sobre interacciones pasadas con otras estrellas.

La Naturaleza de los Compañeros

Los compañeros de los lurkers azules descubiertos en NGC 362 son enanas blancas de baja masa y enanas blancas de masa extremadamente baja. Las enanas blancas de baja masa son restos de estrellas con un rango de masa determinado. Las enanas blancas de masa extremadamente baja son aún más pequeñas y tienen características únicas. Se cree que estos compañeros se forman a través de la pérdida de masa en sistemas estelares binarios, lo que significa que ganan masa de otras estrellas y evolucionan de manera diferente a las estrellas aisladas.

¿Qué Hace Único a Este Descubrimiento?

Esta es la primera vez que se encuentran lurkers azules en un cúmulo globular. Los Cúmulos globulares son grupos densos de estrellas que a menudo son muy viejos, siendo NGC 362 de alrededor de 11 mil millones de años. Estudios anteriores se centraron principalmente en lurkers azules en cúmulos abiertos, que son menos densos y más jóvenes.

¿Cómo se Hicieron las Observaciones?

Las observaciones de NGC 362 se llevaron a cabo usando el Telescopio de Imágenes UV a bordo de AstroSat. El telescopio fue diseñado para observar estrellas en diferentes filtros UV. Estas observaciones se hicieron en 2016 e involucraron varios filtros para capturar diferentes longitudes de onda de luz. Luego, los datos se procesaron para eliminar el ruido y mejorar la precisión.

Los científicos también utilizaron datos de archivo de otros telescopios para complementar sus hallazgos, incluyendo datos ópticos de un telescopio en Chile.

Análisis de las Estrellas

Después de recopilar datos, los científicos analizaron la luz de las cuatro estrellas identificadas. Construyeron sus distribuciones de energía espectral para entender las características de estas estrellas y sus compañeros. Al ajustar modelos a los datos observados, pudieron estimar varias propiedades de las estrellas, como temperatura, masa y edad.

Los lurkers azules mostraron un exceso de luz UV, lo que significa que eran más brillantes en esta longitud de onda en comparación con lo que se esperaba. Este exceso llevó a los científicos a ajustar modelos que tenían en cuenta dos componentes diferentes: uno representando el compañero más frío y el otro el compañero más caliente.

Identificando los Componentes Frío y Caliente

Se encontró que los compañeros fríos tenían temperaturas que iban de 6,250 a 6,750 K, mientras que los compañeros calientes tenían temperaturas entre 14,750 y 35,000 K. Se cree que las estrellas frías son más jóvenes que el cúmulo mismo, lo que indica que pudieron haberse formado a partir de interacciones en un sistema binario. Los compañeros calientes se identificaron como enanas blancas de baja y extremadamente baja masa, siendo estas últimas particularmente fascinantes debido a su pequeño tamaño.

Estimación de Edad y Masa

Para estimar las edades y masas de estas estrellas, los científicos compararon sus características con modelos teóricos de evolución estelar. Las edades de los componentes fríos variaron, con estimaciones sugiriendo que están entre 5.5 y 10 mil millones de años. En contraste, los componentes calientes resultaron ser mucho más jóvenes, con edades de enfriamiento que indican que se formaron muy recientemente.

La Importancia de los Hallazgos

El descubrimiento de lurkers azules con compañeros enanas blancas en NGC 362 proporciona nuevas perspectivas sobre la evolución estelar en cúmulos globulares. Sugiere que estas estrellas se formaron a través de procesos similares a los que crean estrellas rezagadas azules. La presencia de estos compañeros indica interacciones continuas entre estrellas, especialmente en entornos densos como los cúmulos.

Las edades de enfriamiento de los compañeros también sugieren que se formaron durante eventos significativos, como el colapso del núcleo del cúmulo. Un colapso del núcleo ocurre cuando el centro denso de un cúmulo se vuelve cada vez más abarrotado, llevando a más interacciones entre estrellas.

Ubicaciones Dentro del Cúmulo

Los cuatro lurkers azules se encontraron a más de tres veces la distancia desde el centro del cúmulo. Su posición sugiere que pudieron haberse formado a partir de interacciones que ocurrieron más lejos del centro, tal vez debido a colisiones o interacciones gravitacionales que los expulsaron hacia afuera.

La presencia de estas estrellas en las regiones exteriores plantea preguntas sobre cómo se formaron y evolucionaron en un cúmulo que es principalmente denso en el centro.

Direcciones de Investigación Futura

El descubrimiento abre numerosas avenidas para la investigación. Observaciones adicionales podrían centrarse en la naturaleza de los lurkers azules y sus compañeros, particularmente a través de espectroscopía, que puede proporcionar información más detallada sobre sus propiedades.

Observaciones UV de mayor resolución y más profundas ayudarían a capturar más lurkers azules en cúmulos y a entender mejor sus procesos de formación.

Conclusión

Este estudio marca un paso importante en la investigación de los lurkers azules, mostrando que existen en cúmulos estelares densamente empaquetados. El descubrimiento de lurkers azules junto a enanas blancas de baja y extremadamente baja masa en NGC 362 arroja luz sobre las complejas interacciones y evolución de las estrellas en estos cúmulos. Mejora nuestra comprensión de los ciclos de vida estelares y el papel de los sistemas binarios en la configuración de las características de las estrellas.

Fuente original

Título: GlobULeS-V. UVIT/AstroSat studies of stellar populations in NGC 362: Detection of Blue Lurkers in a Globular Cluster

Resumen: We report the discovery of four blue lurkers with low and extremely low-mass white dwarf (ELM WDs) companions in the Galactic globular cluster NGC 362 using AstroSat Ultra Violet Imaging Telescope (UVIT). We analyzed the multi-wavelength spectral energy distribution (SED) of FUV-bright MS stars using data from the UVIT, UVOT, GAIA EDR3, and 2.2m ESO/MPI telescopes. Two each of low-mass WDs and ELM WDs are found as companions for the four blue lurkers by the fitting of two-component SED models. The effective temperatures, radii, luminosities, and masses of two low-mass WDs are (35000, 23000) K, (0.04, 0.05) Rsun , (1.45, 0.22) Lsun , and (0.2, 0.2) Msun, while the two ELM WDs are (14750, 14750) K, (0.09, 0.10) Rsun, (0.34, 0.40) Lsun, and (0.18, 0.18) Msun. The position of blue lurkers within the cluster shows that they originated via the Case A/B mass-transfer mechanism in a low-density environment. This is the first detection of blue lurkers with low-mass WDs and ELM WDs as companions in a globular cluster. The companion cooling age is less than 4 Myr, which suggests that they were just recently formed. These binary systems might have originated due to the cluster recent core collapse.

Autores: Arvind K. Dattatrey, R. K. S. Yadav, Gourav Kumawat, Sharmila Rani, Gaurav Singh, Annapurni Subramaniam, Ravi S. Singh

Última actualización: 2023-05-16 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2305.09723

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.09723

Licencia: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

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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