Una estrella muerta desafía la astrofísica con un resplandor imposible

Imagina encontrar el motor de un coche en marcha años después de que se le acabara la gasolina. Algo parecido acaba de descubrir un equipo internacional de astrónomos: una estrella muerta que lleva al menos mil años lanzando material al espacio con una fuerza descomunal, cuando según toda la física conocida ya debería estar completamente apagada.

El hallazgo, publicado en la revista Nature Astronomy, pone en jaque las teorías sobre cómo funcionan estos objetos celestes y sugiere que existe algún mecanismo energético que la ciencia aún no ha identificado.

"Hemos encontrado algo nunca visto antes y, lo que es más importante, totalmente inesperado", explica Simone Scaringi, profesor asociado en la Universidad de Durham (Reino Unido) y uno de los responsables del estudio. "Nuestras observaciones revelan un flujo de material muy potente que, según nuestra comprensión actual, no debería existir", añade Krystian Iłkiewicz, investigador del Centro Astronómico Nicolás Copérnico de Varsovia (Polonia).

El objeto imposible

La protagonista de esta historia es RXJ0528+2838, una enana blanca situada a 730 años luz de distancia. Las enanas blancas son lo que queda cuando una estrella de tamaño medio como el Sol agota su combustible nuclear: un núcleo denso y compacto, el cadáver de lo que fue una estrella viva. En definitiva, el destino final que aguarda a nuestro propio Sol dentro de unos 5.000 millones de años.

Esta enana blanca en particular no está sola: tiene una estrella compañera similar al Sol que gira a su alrededor en apenas 80 minutos, una danza cósmica vertiginosa.

Lo extraordinario no es el sistema en sí, sino lo que lo rodea: una espectacular onda de choque con forma de arco que envuelve a ambas estrellas. Esta estructura, conocida técnicamente como bow shock, se forma cuando el material que expulsa una estrella choca contra el gas que flota en el espacio interestelar, como cuando un barco navega y el agua forma una ola en su proa.

El problema es que RXJ0528+2838 no debería estar expulsando nada. O al menos no con esa intensidad.

La pieza que falta en el rompecabezas

En sistemas de estrellas dobles como este, lo normal es que la estrella viva vaya perdiendo material que cae sobre la enana blanca, formando un disco brillante a su alrededor llamado disco de acreción. Es ese disco el que, al girar a velocidades extremas, genera vientos potentes que crean las ondas de choque observadas en otros sistemas similares.

Pero RXJ0528+2838 no tiene disco de acreción.

"La sorpresa de que un sistema aparentemente tranquilo, sin disco, pudiera generar una nebulosa tan espectacular fue uno de esos raros momentos de asombro", reconoce Scaringi.

El equipo descubrió inicialmente esta extraña nebulosidad en imágenes del Telescopio Isaac Newton, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos en La Palma, Canarias. Al ver su forma inusual, decidieron estudiarla en profundidad con uno de los instrumentos más potentes disponibles: el MUSE, instalado en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile.

"Las observaciones con MUSE nos permitieron cartografiar la onda de choque en detalle y analizar su composición. Eso fue crucial para confirmar que la estructura realmente se origina en el sistema binario y no es una nebulosa cercana sin relación", explica Iłkiewicz.

Un motor oculto durante milenios

El análisis detallado revela que esta enana blanca ha estado expulsando material de forma continua durante al menos 1.000 años. La estructura presenta varias capas de gases a diferentes distancias, como los anillos de un árbol: hidrógeno más alejado, nitrógeno ionizado en una capa intermedia y oxígeno doblemente ionizado más cerca del sistema.

Los cálculos muestran que mantener esta onda de choque en funcionamiento requiere una fuente de energía constante con una potencia que triplica lo que se esperaría de un sistema con estas características. Es como si un electrodoméstico consumiera tres veces más electricidad de la que le llega por el enchufe: sencillamente, no cuadra.

"No sabemos exactamente cómo una estrella muerta sin disco puede alimentar un flujo de material tan duradero, pero tenemos una hipótesis", apunta Iłkiewicz. La clave podría estar en el campo magnético de la enana blanca.

Un imán cósmico millones de veces más potente que la Tierra

Los datos de MUSE confirmaron que esta enana blanca posee un campo magnético con una intensidad de entre 42 y 45 megagauss, millones de veces más potente que el campo magnético terrestre. Este campo descomunal canaliza el material que roba de su estrella compañera directamente hacia sus polos, sin permitir que se forme un disco.

RXJ0528+2838 pertenece a una clase rara de sistemas conocidos como polares, en los que el campo magnético de la enana blanca es tan fuerte que domina completamente cómo se mueve la materia a su alrededor.

"Nuestro descubrimiento muestra que incluso sin un disco, estos sistemas pueden generar flujos de salida muy potentes, revelando un mecanismo que aún no comprendemos", subraya Iłkiewicz.

Los investigadores sospechan que existe una fuente de energía oculta, probablemente relacionada con ese campo magnético extremo, pero reconocen que los datos actuales no explican completamente lo observado. El campo magnético medido ahora solo sería lo suficientemente fuerte como para alimentar la onda de choque durante unos pocos cientos de años, no durante el milenio que sugieren las observaciones.

Una posibilidad es que en el pasado el campo magnético fuera aún más intenso (hasta mil millones de gauss) y que su energía se haya ido disipando gradualmente durante miles de años, como una batería que se descarga muy lentamente.

Una investigación con múltiples miradas

El estudio ha requerido observar el sistema con distintos tipos de telescopios para obtener una imagen completa. Además de las observaciones ópticas detalladas con MUSE, el equipo empleó el telescopio espacial de rayos X XMM-Newton, que confirmó la presencia de plasma caliente a temperaturas de hasta 14 millones de grados.

También utilizaron el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica para descartar que existiera un púlsar (una estrella de neutrones en rotación) escondido en el sistema, que pudiera explicar la onda de choque mediante otro mecanismo.

Los datos del satélite TESS de la NASA y otros observatorios terrestres revelaron que RXJ0528+2838 experimenta alternancias entre estados de baja y alta actividad, algo típico de los sistemas polares.

¿Y ahora qué?

Este descubrimiento tiene implicaciones que van más allá de un objeto peculiar. Si existe realmente un mecanismo de pérdida de energía asociado a la actividad magnética que opera durante miles de años, eso podría cambiar la manera en que entendemos la evolución de estos sistemas estelares compactos.

Otros objetos similares, como AM Herculis o AR Scorpii, también muestran emisiones energéticas que no se comprenden completamente. Aunque RXJ0528+2838 no es idéntico a ellos, todos comparten ese rasgo común: están perdiendo energía de formas que la física actual no explica satisfactoriamente.

"Para comprender mejor la naturaleza de estos flujos sin disco, necesitamos estudiar muchos más sistemas binarios", señala Scaringi. El futuro Extremely Large Telescope (ELT) del ESO, actualmente en construcción en Chile y que será el telescopio óptico más grande del mundo, será fundamental en esta tarea.

"Nos permitirá cartografiar más de estos sistemas, incluidos los más débiles, y detectar sistemas similares con gran detalle, ayudando en última instancia a comprender la misteriosa fuente de energía", anticipa el investigador.

Mientras tanto, RXJ0528+2838 permanece como un enigma: una ventana hacia un fenómeno potencialmente importante pero hasta ahora pasado por alto. Un recordatorio de que incluso las estrellas muertas pueden guardar secretos capaces de revolucionar nuestro conocimiento del universo.