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MY Cam

Ignacio Negueruela, Javier Lorenzo, Universidad de Alicante




Las estrellas como el Sol, que se mueven en solitario por la Galaxia arrastrando solamente su sistema planetario, son una minoría. La mayor parte de las estrellas pasan su vida amarradas por la fuerza de la gravedad a una estrella compañera (formando lo que se llama un sistema binario) o incluso a varias (lo que se conoce entonces como sistema múltiple). En estos sistemas, todas las estrellas describen órbitas en torno a un centro de masas común. En particular, las estrellas mucho más masivas que el Sol, las que contienen una masa equivalente a la de muchos soles, tienden a aparecer siempre en compañía. Estudios recientes sugieren que todas estas estrellas de alta masa, que son mucho más grandes y calientes que el Sol, forman parte de sistemas con, al menos, otra compañera de masa comparable.

Un ejemplo particularmente notable es el sistema binario conocido como MY Camelopardalis (MY Cam). Este objeto es la estrella más brillante del cúmulo abierto Alicante 1, que fue recientemente identificado como una pequeña guardería estelar por investigadores de la Universidad de Alicante. Aunque hacía ya más de cincuenta años que se sabía que MY Cam era una estrella de masa muy alta, hace menos de diez años que fue reconocida como una binaria eclipsante, un sistema en que una estrella pasa por delante de la otra cada vez que completa una órbita, dando lugar a cambios en el brillo del sistema que percibimos desde la Tierra. Esta propiedad de las binarias eclipsantes permite que, mediante un estudio cuidadoso de la luz que nos llega de ellas y la simple aplicacion de las ley de la gravitación universal de Newton, podamos conocer muchas de las características de las estrellas componentes.


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Figura 1. El cúmulo abierto Alicante 1.
El cúmulo abierto Alicante 1, en la constelación de la Jirafa (Camelopardalis). Esta imagen en colores falsos ha sido construida combinando imágenes tomadas con tres filtros diferentes usando el telescopio NOT del Observatorio del Roque de Los Muchachos (La Palma). Las estrellas que realmente pertenecen al cúmulo muestran un color azulado, mientras que otras estrellas que se encuentran en el campo, pero no están físicamente asociadas aparecen blancas o anaranjadas. La estrella binaria MY Cam está indicada por un círculo azul.
Figura 2. Representación artística del sistema MY Cam.
Esta representación artística está basada en la solución que hemos obtenido. Las proporciones se han mantenido. El color de las estrellas es aproximadamente cómo las veríamos. La estrella que se ve en el fondo a la izquierda es simplemente un efecto visual para realzar la sensación de profundidad. 
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Para el estudio de MY Cam, los astrofísicos de la Universidad de Alicante obtuvimos un gran número de espectros del sistema con el espectrógrafo FOCES. Este instrumento estuvo operativo durante muchos años en el telescopio de 2.2 m del Observatorio de Calar Alto. aunque ahora ha sido trasladado y sustituido por un espectrógrafo más moderno. Usando el efecto Doppler, estos espectros permiten medir las velocidades con las que se desplazan las estrellas en sus órbitas. Además, mediante un análisis detallado de las características de los espectros, los astrofísicos pueden determinar las propiedades fundamentales de las estrellas, tal y como su temperatura superficial y su tamaño. Este análisis fue llevado a cabo por Sergio Simón Díaz, del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Para completar el trabajo, contamos con la colaboracion de astrónomos aficionados que midieron los cambios en la cantidad de luz que nos llega desde el sistema a lo largo de la orbita, lo que los astrofísicos denominan la curva de luz del sistema. El análisis de estos datos ha demostrado que MY Cam es un sistema realmente excepcional.

La curva de luz nos muestra que el periodo orbital del sistema es de tan sólo 1.2 días. Dado el gran tamaño de las estrellas, tienen que estar enormemente cerca para poder dar una vuelta completa en tan poco tiempo. Las estrellas se desplazan a una velocidad superior al millón de km/h. Pero, al estar tan cerca, las fuerzas de marea que se establecen entre ellas son tan fuertes que las obligan a rotar sobre sí mismas con el mismo periodo, Es decir, cada estrella gira sobre sí misma en poco más de un día, mientras que el Sol, que es mucho mas pequeño, gira sobre si mismo una vez cada 26 días. Las estrellas son como peonzas gigantes y los puntos de su superficie cercanos al ecuador se desplazan con una velocidad superior al millón de km/h. Cada una de ellas tiene un radio unas 700 veces mayor que el de la Tierra, pero gira sobre sí misma en aproximadamente el mismo tiempo.

Pero además las estrellas son enormemente masivas. Sus masas son de 38 y 32 veces la masa del Sol. Unas estrellas tan enormes no se acomodan tan fácilmente en una órbita tan pequeña y la conclusión del estudio es que en realidad se están tocando y el material de sus capas exteriores se está mezclando dando lugar a una envoltura común (lo que se conoce como una binaria de contacto). MY Cam es una de las binarias de contacto más masivas que se conocen y, de lejos, la más masiva cuyas componentes son tan jóvenes que no han empezado aún a evolucionar.

Este es el aspecto más interesante de MY Cam, ya que su futuro previsible permite confirmar algunas de las teorías actuales sobre formación de estrellas extremadamente masivas. Las propiedades de las dos componentes de MY Cam hacen pensar que se trata de estrellas extremadamente jóvenes, formadas en los dos últimos millones de años. Esta extrema juventud permite sospechar que el sistema se formó esencialmente tal y como es ahora, aunque quizá las dos estrellas no llegaran a tocarse inicialmente. Conforme envejezcan, su evolución natural hará que se vuelvan más grandes. Al carecer de espacio libre entre las dos, este proceso dará lugar a la fusión de las dos estrellas en un único objeto, un auténtico mastodonte estelar. Los detalles del proceso de fusión no se conocen, porque nunca se ha observado ningún ejemplo. Algunos modelos teóricos sugieren que el proceso de fusión será extremadamente rápido, liberando una enorme cantidad de energía en una especie de explosión. Otros trabajos favorecen un proceso menos violento, pero en cualquier caso espectacular. De todos modos, muchos astrofísicos creen que la fusión de las componentes de una binaria muy cercana es probablemente la manera más efectiva de generar estrellas extremadamente masivas. MY Cam es el primer ejemplo de un sistema que puede dar lugar a uno de estos objetos.




David Cabezas Jimeno, del proyecto Astronomos.es ha generado un vídeo en el que se presentan las principales características del sistema binario. El vídeo puede encontrarse en su página web o aquí

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Datos técnicos

MY Camelopardalis, a very massive merger progenitor

Autores: J. Lorenzo, I. Negueruela, A.K.F. Val Baker (Alicante), M. García (CAB-CSIC), S. Simón-Díaz (IAC), P. Pastor (Universidad de Alicante y astrónomo amateur), M. Méndez Majuelos (amateur)

Astronomy and Astrophysics 572, A110 (Diciembre 2014)

MY Cam = TYC 3725-498-1 = BD +56° 864 = LS I +57° 139= NSV 15852


Repercusión en la prensa

La noticia también apareció en casi toda la prensa generalista española y en muchos otros periódicos internacionales. En total, se pueden encontrar en internet más de cien publicaciones que hacen referencia a la noticia .




Aviso:
la participación en este trabajo de la Dra. Val Baker no guarda relación alguna con su actual empleo y, desde luego, no implica ningún apoyo por parte de sus co-autores a las ideas y teorías defendidas por su empleador.


Escrito y mantenido por  Ignacio Negueruela
Actualización 12 de junio 2015

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