Un púlsar y una enana blanca en una órbita inesperada

9/11/2016 de AAS NOVA / The Astrophysical Journal

Ilustración de artista de una binaria que consiste en una enana blanca y un púlsar (no dibujados a escala, el púlsar sería en realidad aún más pequeño de lo mostrado aquí). Crédito: ESO / L. Calçada.

Un equipo de astrónomos ha descubierto un sistema binario que consiste en una enana blanca de masa baja y un púlsar de milisegundo, pero su órbita excéntrica desafía todo lo esperado en relación a cómo se forman estos sistemas binarios.

Una estrella enana blanca de masa baja (de menos de la mitad de la masa del Sol) tardaría más de 100 mil millones de años en formarse a partir de la evolución de una sola estrella. Dado que esto es más que la edad del Universo, pensamos que estos pesos ligeros son, en cambio, producto de la evolución de las estrellas binarias, y de hecho observamos muchas de estas estrellas que todavía permanecen en sistemas binarios.

Pero la evolución binaria que puede crear una enana blanca de masa baja incluye un periodo de transferencia de masa, durante el cual las fuerzas de marea amortiguan la excentricidad del sistema orbital. Debido a esto, podríamos esperar que todos los sistemas que contienen enanas blancas de órbita baja tengan órbitas circulares. En el pasado, todas las observaciones de binarias de púlsares de milisegundo y enanas blanca de baja masa han confirmado esta hipótesis. Pero una nueva detección la ha hecho saltar por los aires: la identificación fiable de una enana blanca de baja masa con una órbita excéntrica (e=0.13) junto al púlsar de milisegundo PSR J2234+0511. ¿Cómo podría haberse formado este sistema?

Teniendo en cuenta las masas de las dos componentes del sistema (0.28 y 1.4 veces la masa del Sol para la enana blanca y el púlsar, respectivamente) y sus velocidades, y poniendo límites a la temperatura, radio y gravedad superficial, los investigadores proponen tres mecanismos diferentes de formación  de este sistema: (1) la binaria excéntrica fue creada por la influencia de un tercer cuerpo, aunque parece muy improbable; (2) el púlsar sufrió una transición de fase espontánea (como una implosión), algo también improbable; y (3) las interacciones entre la binaria y el disco de material que la rodea pueden incrementar la excentricidad del sistema. Esta última interpretación es la que mejor encaja con las propiedades medidas del sistema.

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