Anomalía Astronómica: Decodificando el Misterio de las Estrellas Supergigantes Azules

Imagen artística de un sistema binario de una estrella gigante roja y un compañero más joven que pueden fusionarse para producir un supergigante azul. Crédito: Casey Reed, NASA

Los supergigantes azules de tipo B son estrellas masivas y altamente luminosas que desafían las expectativas tradicionales al aparecer con frecuencia a pesar de su teóricamente breve fase evolutiva. Investigaciones recientes ofrecen nuevas perspectivas, mostrando que muchos supergigantes azules probablemente se forman a partir de la fusión de sistemas binarios masivos. Estas fusiones explican la presencia de las estrellas en la 'brecha evolutiva' y sus propiedades superficiales únicas, lo que sugiere una revisión importante en la comprensión de su ciclo de vida y su impacto en la formación de galaxias.

Los supergigantes azules de tipo B son estrellas excepcionalmente luminosas y calientes, con luminosidades al menos 10,000 veces mayores que la del Sol y temperaturas de 2 a 5 veces más altas. Con masas que van de 16 a 40 veces la del Sol, se cree que estas estrellas existen durante una fase breve y rápida de la evolución estelar, lo que teóricamente las hace raras. Entonces, ¿por qué observamos tantas de ellas?

Una pista importante sobre su origen radica en el hecho de que la mayoría de los supergigantes azules se observan como estrellas solitarias, es decir, no tienen un compañero detectable unido gravitacionalmente. Sin embargo, la mayoría de las estrellas masivas jóvenes se observan nacer en sistemas binarios con compañeros. ¿Por qué los supergigantes azules son solitarios? La respuesta: sistemas binarios estelares masivos se 'fusionan' y producen supergigantes azules.

En un estudio pionero liderado por la investigadora del IAC Athira Menon, un equipo internacional de astrofísicos computacionales y observacionales simuló modelos detallados de fusiones estelares y analizó una muestra de 59 supergigantes azules de tipo B tempranos en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Lactea.

“Simulamos las fusiones de estrellas gigantes evolucionadas con sus compañeros estelares más pequeños a lo largo de un amplio rango de parámetros, teniendo en cuenta la interacción y mezcla de las dos estrellas durante la fusión. Las estrellas recién nacidas viven como supergigantes azules durante la segunda fase más larga de la vida de una estrella, cuando quema helio en su núcleo”, explica Menon.

Según Artemio Herrero, investigador del IAC y coautor del artículo, “los resultados obtenidos explican por qué los supergigantes azules se encuentran en la llamada 'brecha evolutiva' de la física estelar clásica, una fase de su evolución en la que no esperaríamos encontrar estrellas”.

Pero, ¿pueden dichas fusiones también explicar las propiedades medidas de los supergigantes azules? “Notablemente, encontramos que las estrellas nacidas de tales fusiones tienen mayor éxito en reproducir la composición superficial, particularmente la mejora de nitrógeno y helio, de una gran fracción de la muestra que los modelos estelares convencionales. Esto indica que las fusiones pueden ser el canal dominante para producir supergigantes azules”, dice Danny Lennon, un investigador del IAC que también participó en el estudio.

Este estudio da un gran paso hacia la resolución de un antiguo problema sobre cómo se forman los supergigantes azules e indica el importante papel de las fusiones estelares en la morfología de las galaxias y sus poblaciones estelares. La siguiente parte del estudio intentará explorar cómo explotan estos supergigantes azules y contribuyen al paisaje de agujeros negros y estrellas de neutrones.