La estrella “vampiro adolescente” fascina a los astrónomos

A simple vista, parece un parpadeo en el cielo. Pero detrás de esa luz que pulsa con violencia se esconde un objeto extremo, una rareza estelar que sorprendió a la comunidad astronómica.

Se trata de Gaia22ayj, una estrella ubicada a más de ocho mil años luz de la Tierra que desafía las categorías tradicionales y los libros actuales. Durante años se creyó que era parte de un sistema binario de enanas blancas.

Sin embargo, un nuevo estudio la coloca en el centro de una transformación única: Gaia22ayj es una enana blanca que gira con rapidez, absorbe materia de una compañera estelar, por eso se la califica como “vampiro” y muestra una potencia magnética comparable a la de los púlsares.

Esa combinación no se había observado antes. Para los astrónomos, esta estrella representa un eslabón perdido entre dos tipos de objetos extremos del universo: los púlsares y las llamadas polares.

Todo comenzó en marzo de 2022, cuando los telescopios de la Instalación de Transitorios Zwicky (ZTF), en el Observatorio Palomar de California, detectaron un estallido óptico proveniente de esta región del cielo. Lo que parecía un fenómeno breve derivó en una investigación que ahora transforma la manera en que se comprende el fin de la vida de ciertas estrellas.

Inicialmente se pensó que Gaia22ayj formaba parte de un sistema de enanas blancas que orbitaban entre sí, pero sus comportamientos ópticos no encajaban con esa hipótesis. Su brillo aumentaba de forma extrema en apenas dos minutos y sus pulsaciones presentaban un ritmo inusual.

Un análisis detallado reveló una señal periódica de 9,36 minutos, pero no se trataba del movimiento orbital del sistema. Esa pulsación correspondía al giro de la propia enana blanca. Lo sorprendente era que ese giro mostraba señales de desaceleración, un comportamiento propio de los púlsares, cuerpos altamente magnetizados que emiten radiación al girar, como si fueran faros cósmicos. A diferencia de los púlsares de neutrones, Gaia22ayj es una enana blanca, un remanente estelar menos denso, pero igualmente fascinante.

Los datos recogidos en múltiples longitudes de onda fueron determinantes. En el espectro óptico, la variación de brillo alcanzaba hasta diez veces su valor habitual en cuestión de minutos. Además, en el rango de rayos X, Gaia22ayj emitía con una intensidad de 270 nonillones de erg por segundo, una cifra comparable a la de las polares más brillantes.

El análisis técnico indica que la polarización lineal de su luz, que alcanzó el 40%, indicaba un campo magnético intenso. La estrella también exhibía líneas de emisión dobles en los espectros de hidrógeno y helio, una señal de acreción continua de material, otro rasgo distintivo de los sistemas polares.

Los investigadores concluyeron que Gaia22ayj no es una binaria común. Es una enana blanca joven, altamente magnética, que está robando plasma de una estrella compañera. La acreción se produce con tanta eficiencia que parece “alimentarse” como un vampiro estelar.

En palabras de Tony Rodríguez, investigador del Instituto Tecnológico de California y autor principal del estudio: “Esta fue la primera estrella que vimos en plena fase adolescente, cuando ya ha establecido un fuerte campo magnético y apenas comienza a canalizar materia de la estrella compañera hacia sí misma”.

Y agregó: “Nunca antes habíamos detectado un sistema girando tan rápido y, al mismo tiempo, desacelerándose drásticamente, mientras gana masa de su compañera”.

En el ciclo de vida estelar, el destino final de una estrella depende de su masa. Las gigantes, con más de ocho veces la masa del Sol, terminan como agujeros negros o estrellas de neutrones. Pero aquellas con una masa similar a la de nuestra estrella madre se enfrían de manera más lenta y se convierten en enanas blancas. Nuestro propio Sol seguirá ese camino dentro de unos seis mil millones de años. Pero la historia no siempre termina allí.

Cuando una enana blanca forma parte de un sistema binario y su compañera se acerca lo suficiente, puede comenzar a absorber material estelar. En muchos casos, esto lleva a fenómenos explosivos. En Gaia22ayj, sin embargo, lo que se observa es una fase previa, breve y rara.

Según los científicos, este tipo de estado dura apenas unos 40 millones de años, una fracción mínima en la escala de vida de una estrella solar. En términos humanos, si toda la vida estelar se redujera a 75 años, esta fase adolescente duraría apenas tres meses.

La clave del descubrimiento fue la curva de luz. Los cambios de intensidad registrados por los instrumentos no coincidían con los patrones esperados en una binaria de enanas blancas. Las mediciones indicaban que Gaia22ayj giraba con una velocidad excepcional, pero esa rotación estaba perdiendo impulso de forma acelerada. Además, la fuente de su energía no era interna, sino externa: el gas caliente de su compañera era absorbido y redirigido a través de líneas magnéticas hacia los polos de la enana blanca. Allí, al impactar, liberaba luz y calor, un fenómeno conocido como acreción polar.

Los investigadores consideran que Gaia22ayj representa una etapa temprana de lo que luego se convertiría en un púlsar de enana blanca. Hasta ahora se conocían sistemas adultos —enanas blancas que giran lentamente y ya no ganan masa— y se habían identificado algunos casos infantiles. Pero esta es la primera vez que se documenta un sistema en transición, con un campo magnético plenamente formado, una tasa de acreción elevada y una rotación aún rápida.

El estudio publicado en el servidor de preimpresiones arXiv sugiere que Gaia22ayj podría pertenecer a una subclase aún no reconocida dentro de las estrellas magnéticas. Su comportamiento combina rasgos de los púlsares y de las polares, pero no encaja completamente en ninguno de los dos. Esto abre la posibilidad de que existan más objetos similares en el universo, invisibles hasta ahora por su breve ventana de visibilidad.

Una de las hipótesis más llamativas del equipo es que la señal observada a 9,36 minutos no proviene del giro regular del sistema, sino de un “batido” entre el giro de la enana blanca y su órbita. Este tipo de combinación, que también aparece en los sistemas de púlsares, refuerza la idea de que Gaia22ayj se encuentra en una etapa intermedia, antes de estabilizar su rotación o colapsar por completo.

“Los datos obtenidos en el Observatorio WM Keck proporcionaron evidencia sólida de que este sistema tenía un campo magnético intenso y estaba canalizando materia hacia la enana blanca. Datos adicionales de los instrumentos únicos disponibles en el Observatorio Palomar mostraron que este sistema se está desacelerando notablemente”, precisó Rodríguez. La desaceleración, medida con precisión, ofrece una oportunidad inédita para estudiar cómo evoluciona la interacción magnética y gravitacional en este tipo de sistemas.

Además del interés astrofísico, Gaia22ayj permite explorar cómo se construyen las escalas de distancia en el universo. Las variaciones de brillo y la energía emitida en distintas bandas del espectro electromagnético ofrecen parámetros clave para calibrar otros objetos similares, lo que ayuda a mejorar los modelos cosmológicos.

El hallazgo también tiene valor pedagógico. La imagen de una “estrella vampiro” que absorbe vida de otra estrella remite a metáforas poderosas, útiles para comunicar conceptos complejos de manera accesible. Lejos de la ficción, Gaia22ayj es un laboratorio natural que ofrece pistas sobre los mecanismos más extremos de la astrofísica estelar.

Aunque su fase adolescente sea breve en la escala cósmica, los datos de Gaia22ayj seguirán iluminando preguntas fundamentales sobre el destino de las estrellas, el papel del magnetismo y la interacción entre pares estelares. En su breve parpadeo, esta enana blanca nos dejó ver una etapa nunca antes registrada del ciclo estelar.

Y, como sucede con muchos descubrimientos astronómicos, detrás de un destello hay una historia más compleja, escrita en millones de años de evolución.

Con información de Infobae