Novas de rayos X

1994/03/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

Sin embargo, cualquier estrella doble no es adecuada para iniciar esta búsqueda y las dobles que crean novas de rayos X son las que pueden dar las pruebas más compactas de la existencia de agujeros negros. Pero veamos antes de avanzar qué son las novas.

Formación del disco de atracción en doble sistema.

Las novas y supernovas forman un grupo de estrellas variables de cataclismo o explosión. Como su nombre indica, se deben a fenómenos violentos como explosiones y, en cuanto a los procesos que emiten tanta energía, son muy escasos: sólo el 2% de las estrellas variables. A pesar de que las novas son mucho más débiles que las supernovas, también tenemos estrellas que brillan de repente, o mejor dicho, sistemas formados por dos estrellas. Las novas no son estrellas recién nacidas, aunque su nombre lo sugiera. En la mayoría de los casos, los sistemas mencionados antes de aparecer como novas son invisibles desde la Tierra y su brillo se incrementa bruscamente y de manera imprevisible en un millón. Por eso se llama. En pocos días, pues, liberan la energía que emite el Sol durante diez mil cien mil años.

Por la citada escasez del fenómeno que vamos a analizar, es de suponer que no todos los sistemas dobles se convierten en novas o supernovas. Por el contrario, a pesar de que cerca de la mitad de las estrellas de nuestra galaxia están formando sistemas dobles, se estima que a lo largo del año sólo se generan unas 25 novas. Además, al evitar el polvo interestelar, no se pueden ver todos. Actualmente se conocen unas 150 novas creadas en el Camino Francés y otras tantas galaxias. El primero de los documentos citados es el CK Vulpecula, que apareció en 1670.

Los que pueden crear novas son sistemas dobles especiales. Las estrellas deben estar muy cerca entre sí, por lo que deben formar pequeñas órbitas alrededor de ellas. Por ejemplo, una doble estrella explosiva ejemplar podría tener una órbita de cuatro horas de período. Para poder cumplir estas particularidades, las estrellas también deben ser pequeñas.

En la mayoría de los casos, el sistema doble completo no tendría ni diámetro solar. Todavía podemos decir más cosas. Estudios espectrales demuestran que estas dobles estrellas están formadas por una estrella enana blanca y un enano rojo (o en ocasiones un gigante rojo). Debido a la época evolutiva en la que se encuentran, las enanas blancas son estrellas muy compactas y de alta densidad. Su densidad es de 10 millones, es decir, la masa del Sol en el volumen de la Tierra. Los rojos están perdiendo materia.

La cercanía de las dos estrellas antes mencionadas hace que el enano blanco adquiera la materia que pierde el otro, y éste crea un disco rodeando a la estrella antes de que caiga en ella. En este disco de atracción, debido a la acción de la gravedad, la materia se mueve cada vez más rápido, ya que la fricción calienta la materia hasta temperaturas muy altas.

La evolución posterior puede ir por dos vías: la novela más común o la novela más enana. En el caso de las novas convencionales, la explosión se produce en la superficie del enano blanco, cuando el hidrógeno caliente que ha caído hasta ella girando en el disco comienza a fusionarse. La enorme energía liberada por las reacciones termonucleares provoca fuertes explosiones y expulsa abundante materia en el espacio, dispersándose. Las novas enanas, por su parte, producen energía de destello en el disco de atracción que se ha formado a su alrededor.

Se considera que el flujo de materia de la estrella roja es uniforme. La materia se acumula en el disco de atracción y al superar un nivel crítico cae a un ritmo mayor que el habitual. La viscosidad alcanza un nivel muy alto y el calentamiento provocado por la fricción es tan grande que el disco brilla mucho más que las estrellas hasta que en el disco la densidad llega al nivel inicial. La energía de las novas enanas proviene, pues, del gravitatorio. Por eso son 1.000 veces más débiles que las novas convencionales.

La principal emisión de novelas de rayos X es, lógicamente, la de rayos X. Este nivel de energía requiere un calentamiento extremo y una zona gravitatoria adecuada. Por ello, se considera que en muchos casos el responsable de la atracción debe ser más compacto que la estrella nano blanca, y en algunos casos se han realizado mediciones que confirman esta hipótesis.

Las novelas de rayos X pierden su brillo especial en pocos meses. Entonces se puede detectar sin dificultad al amigo visionario de la estrella colapsada, que permite analizar su movimiento. Por lo tanto, se puede calcular la masa del motor de este movimiento. En los últimos años se han obtenido datos interesantes sobre este problema.

Uno de los casos más interesantes es el J del IAC (Instituto Astrofísico de Canarias). Pertenece a la estrella V404 Cygni de rayos X que han estudiado Casares y sus colaboradores. Esta doble estrella de la constelación de Cygnus está situada a 7.000 años-luz y sufrió su proceso de novación en 1989. Según el grupo de trabajo mencionado, la masa de estrella colapsada invisible debe ser al menos 6,26 veces mayor que la del Sol. Según la teoría general de relatividad de Einstein, el objeto con una masa tan grande tras el colapso debe ser un agujero negro. Por lo tanto, las novas de rayos X son, para la mayoría de los científicos, las vías más prolíficas para investigar los agujeros negros.