El IAC resuelve el enigma del exceso de helio en estrellas masivas
El IAC resuelve el enigma del exceso de helio en estrellas masivas
Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) han identificado un mecanismo clave para explicar por qué ciertas estrellas masivas presentan niveles anómalos de helio. El hallazgo, basado en el análisis de sistemas binarios, confirma que la transferencia de material de una compañera es la causa principal de esta anomalía química.
Un equipo de investigación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha presentado nuevas evidencias que podrían resolver un misterio astronómico de más de tres décadas: el origen del exceso de helio observado en estrellas masivas. El estudio, liderado por C. Martínez-Sebastián, señala a la transferencia de masa entre estrellas binarias como el mecanismo responsable de esta anomalía química.
El fenómeno, conocido desde 1992 como la "discrepancia del helio", ha desconcertado a la comunidad científica porque ciertas estrellas muestran niveles superficiales de este elemento superiores a los predichos por los modelos teóricos. Durante años, se especuló que la rotación estelar transportaba elementos químicos desde el interior hacia la superficie, pero las observaciones no coincidían con las simulaciones, especialmente en relación entre la velocidad de giro y la abundancia de nitrógeno.
La investigación se centró en estrellas de tipo O, astros extremadamente calientes, luminosos y masivos cuya composición superficial permite reconstruir procesos internos. El equipo analizó 45 sistemas binarios espectroscópicos utilizando datos de los proyectos IACOB, MONOS y OWN. En estos sistemas, la estrella más masiva puede expandirse hasta desbordar su lóbulo de Roche, es decir, su región de influencia gravitacional, cediendo gas a su compañera.
Este proceso de transferencia de masa hace que la estrella receptora acumule material procedente de capas profundas de su vecina, donde las reacciones nucleares han modificado la composición original y aumentado la proporción de helio. Al cruzar los datos de abundancia con los periodos orbitales, los investigadores identificaron siete sistemas enriquecidos que completan una órbita en 15 días o menos. Entre los otros 38 sistemas analizados, solo alrededor del 45 % presenta períodos rápidos, una coincidencia estadística que respalda la conexión entre la transferencia de masa y el exceso de helio.
Además, los siete sistemas identificados están clasificados como estrellas fugitivas, con movimientos peculiares respecto a su entorno. Entre ellos se encuentra Cygnus X-1, un sistema bien conocido cuyo componente invisible es un agujero negro muy estudiado. Si bien esto no implica que todos los demás sistemas oculten agujeros negros, podrían albergar estrellas despojadas de sus capas externas u otros objetos compactos, una hipótesis pendiente de verificación.
El equipo propone una secuencia evolutiva en la que la transferencia de masa modifica la órbita del sistema y lo impulsa a través de la galaxia, dejando señales observables mucho tiempo después. Las simulaciones realizadas por el grupo reprodujeron el aumento superficial de helio y los períodos orbitales compatibles con las mediciones, aunque advierten que no se trata de una reconstrucción definitiva para cada pareja estelar.
Aún persisten incógnitas, como la ausencia de sistemas enriquecidos con períodos largos entre los examinados. Los autores sugieren que estos podrían ser difíciles de identificar cuando sus estrellas giran rápidamente o que algunas parejas terminaron separadas tras explosiones anteriores. De confirmarse este mecanismo en muestras más amplias, el helio dejaría de ser solo una medida de composición para convertirse en una pista clave sobre las interacciones estelares pasadas, perfeccionando así los modelos de evolución de estrellas masivas.
P.Garcia--HHA
