Un misterio astronómico de 50 años de antigüedad es resuelto por una misión japonesa
Un descubrimiento arroja luz sobre el origen de una emisión de rayos X inusual y revela una nueva clase de sistemas estelares binarios
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Una investigación liderada por astrónomos de la Universidad de Lieja, en Bélgica, ha identificado el origen de las misteriosas emisiones de rayos X de la estrella γ Cassiopeia (más conocida por su apodo “γ Cas”), ubicada en la constelación de Casiopea . Basándose en observaciones realizadas por el telescopio espacial japonés XRISM, los científicos demostraron que la radiación extrema es producida por una enana blanca magnética que orbita la estrella, y no por la propia γ Cas, como sugerían algunas hipótesis, poniendo fin a un misterio de 50 años.
Los detalles del estudio se publicaron este martes 24 de marzo en un artículo científico de la revista Astronomy & Astrophysics.
El descubrimiento, además de resolver un enigma que persistió durante casi medio siglo, también demuestra la existencia de una clase de sistemas binarios que, hasta entonces, solo se había predicho teóricamente.
Visible a simple vista, γ Cas ya era conocida desde el siglo XIX como la primera estrella de tipo Be identificada. Estas estrellas son muy masivas y giran rápidamente, expulsando materia y formando discos a su alrededor. Sin embargo, desde 1976, las observaciones han revelado un comportamiento inusual: γ Cas emite rayos X con una intensidad aproximadamente 40 veces mayor que la de estrellas similares, además de presentar plasma con temperaturas superiores a los 100 millones de grados y variaciones extremadamente rápidas.
“La ciencia ha propuesto varios escenarios para explicar esta emisión”, afirma la astrónoma Yaël Nazé, profesora de la Universidad de Lieja en Bélgica y coautora del estudio, en un comunicado de prensa . “Uno de ellos implicaba una reconexión magnética local entre la superficie de la estrella Be y su disco. Otros sugerían que los rayos X estaban relacionados con una compañera, ya fuera una estrella despojada de sus capas exteriores, una estrella de neutrones o una enana blanca en proceso de acreción (aumento de la masa de un objeto espacial)”.
Las observaciones de alta precisión resuelven el enigma
Incluso después de décadas de estudio y la identificación de unos 20 objetos similares, los llamados “análogos de γ Cas”, ninguna hipótesis se había probado de forma concluyente. La respuesta llegó finalmente con el instrumento Resolve, un microcalorímetro de alta precisión instalado en XRISM, capaz de analizar espectros de rayos X con un detalle sin precedentes.
El equipo realizó tres campañas de observación entre diciembre de 2024 y junio de 2025, abarcando todo el período orbital del sistema binario , aproximadamente 203 días. Los datos proporcionaron evidencia concluyente: las firmas espectrales del plasma caliente variaron en velocidad con el tiempo, siguiendo el movimiento orbital de la estrella compañera.
“Los espectros revelaron que las señales del plasma de alta temperatura cambian de velocidad entre las tres observaciones, siguiendo el movimiento orbital de la enana blanca en lugar del de la estrella Be”, explica el investigador. Este cambio se midió con alta fiabilidad estadística. De hecho, es la primera evidencia directa de que el plasma ultra caliente responsable de los rayos X está asociado con la estrella compañera compacta, y no con la estrella Be propiamente dicha.
Además, el análisis del ancho de las líneas espectrales, que viajan a velocidades de aproximadamente 200 km/s, descartó el escenario de una enana blanca no magnética. En cambio, los datos indican la presencia de un campo magnético significativo que canaliza el material en acreción.
Confirmación de una nueva clase de sistemas
Basándose en estas observaciones, los investigadores proponen un modelo claro: la estrella Be expulsa material que forma un disco a su alrededor; parte de este material es capturado por la enana blanca, creando un segundo disco de acreción. El campo magnético del objeto compacto dirige este flujo hacia sus polos, donde la energía se libera en forma de rayos X.
Este descubrimiento resuelve el caso de γ Cas y, al mismo tiempo, confirma la existencia de una población de sistemas binarios compuestos por estrellas de tipo Be y enanas blancas en proceso de acreción , una clase predicha hace décadas, pero nunca identificada con precisión.
Sin embargo, los resultados también ponen en entredicho los modelos teóricos establecidos. Las observaciones indican que estos sistemas representan aproximadamente el 10 % de las estrellas Be y están asociados principalmente con las más masivas, en contraste con las predicciones que apuntaban a una población mayor compuesta por estrellas de menor masa.
“Esta discrepancia sugiere una revisión de los modelos de evolución binaria, en particular con respecto a la eficiencia de la transferencia de masa entre los componentes, una conclusión que coincide con varios estudios independientes recientes”, señala Nazé. “Resolver este misterio, por lo tanto, abre nuevas vías de investigación para los próximos años”.
El investigador también subraya la importancia más amplia del descubrimiento: “Comprender la evolución de los sistemas binarios es crucial para comprender, por ejemplo, las ondas gravitacionales , ya que son precisamente los sistemas binarios masivos los que las emiten al final de su vida útil”.
*Por Arthur Almeida.
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