Astrónomos del IAC explican la abundancia de rubidio en estrellas moribundas

A medida que estas estrellas evolucionan en la fase AGB, van perdiendo masa en forma de viento estelar, dando lugar a la formación de una envoltura fría de gas y polvo alrededor de la estrella.

Un equipo de astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha publicado un nuevo modelo teórico que explica la sobreabundancia de rubidio observada en las estrellas de masa intermedia en sus últimas fases de evolución. Los expertos han explicado que este trabajo, publicado en ‘Astronomy & Astrophysics Letters’, incluye los efectos de la envoltura de gas y polvo que rodea a estas estrellas viejas y que no ha había sido considerado en modelos teóricos anteriores.

   Las estrellas de hasta ocho veces la masa del Sol, hacia el final de sus días, pasan por una fase que se denomina ‘rama asintótica de gigantes’ (AGB) antes de producir nebulosas planetarias y morir como enanas blancas. En esta fase, la estrella se expande hasta miles de veces la distancia Tierra-Sol –engullendo cualquier sistema planetario a su alrededor–, se enfría y su luminosidad aumenta hasta unas mil veces la luminosidad del Sol.

   A medida que estas estrellas evolucionan en la fase AGB, van perdiendo masa en forma de viento estelar, dando lugar a la formación de una envoltura fría de gas y polvo alrededor de la estrella.

Dentro de este tipo de estrellas, las menos estudiadas son las más masivas (entre 4 y 8 veces la masa del Sol), que fueron identificadas por vez primera en la Vía Láctea en 2006, en un estudio pionero con participación de varios investigadores que también forman parte de este estudio actual.

   La identificación fue posible gracias a la detección de rubidio en el espectro de estas estrellas, en concreto del isótopo radioactivo Rb-87, lo que supuso la primera evidencia observacional de que producían enormes cantidades de ese isótopo, tal y como predecían los modelos teóricos de nucleosíntesis estelar, modelos de producción de elementos químicos e isótopos en el interior de las estrellas, desde hacía más de 40 años. Posteriormente, en 2009, las estrellas AGB masivas se detectaron también en otras galaxias cercanas, como las Nubes de Magallanes, utilizando el mismo método.

   Sin embargo, la abundancia de rubidio observada en estas estrellas suponían un reto para los modelos teóricos, que estimaban abundancias considerablemente más bajas del isótopo Rb-87.

EL EFECTO DE LA ENVOLTURA

   Como posible causa para ese desacuerdo entre teoría y observación se apuntaba que los modelos de atmósfera utilizados hasta la fecha para derivar las abundancias químicas no eran suficientemente «realistas» para las estrellas AGB, ya que no tenían en cuenta las enormes envolturas de gas y polvo que rodean a la estrella central.

   Estas envolturas circunestelares, que llegan a alcanzar tamaños descomunales de hasta varios años-luz, pueden ocultar la luz procedente de la estrella central en el rango visible, donde se encuentra la información necesaria para calcular la cantidad de rubidio presente.

   Una de las autoras del estudio, Olga Zamora, ha indicado que, ahora, «se ha determinado por primera vez la abundancia de rubidio teniendo en cuenta el efecto de esa envoltura en una muestra de estrellas AGB masivas de la Vía Láctea y en la Gran Nube de Magallanes». «De esta forma, encontramos que las abundancias de rubidio obtenidas con los nuevos modelos de atmósfera reproducen mucho mejor las observaciones, indicando que nuestra comprensión teórica actual de la nucleosíntesis en las estrellas AGB masivas es la correcta», ha apuntado.

   Dado que las estrellas AGB pueden explicar el origen de más del 50 por ciento de todos los elementos más pesados que el hierro en el Universo, su estudio tiene importantes consecuencias en otros campos de la Astrofísica, como la evolución estelar, la evolución química de galaxias, el origen de los cúmulos globulares o la composición del Sistema Solar.

   «Las estrellas AGB más masivas podrían explicar las anomalías químicas observadas en cúmulos globulares y en los materiales más antiguos encontrados en los meteoritos procedentes de la nube que dio lugar al Sistema Solar», ha indicado otro de los investigadores Domingo Aníbal García Hernández.

 

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