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💫Cuando una estrella y una reunión binaria

Cuando una estrella y una reunión binaria

Por: AAS Nova | 6 de octubre de 2017

¿Qué sucede en los entornos extremos de los cúmulos globulares cuando una estrella y un sistema binario se encuentran? Un equipo de científicos tiene nuevas ideas sobre cómo estos objetos pueden deformarse, cambiar sus caminos, girar en espiral unos sobre otros y fusionarse.


¿Qué sucede cuando las estrellas interactúan en ambientes densos, como los cúmulos globulares como el que se muestra aquí?
HST / NASA / ESA
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Dos simulaciones de la interacción de un binario blanco-enano-compacto-objeto con un único objeto compacto entrante (que avanza de izquierda a derecha). Cuando no se incluyen las mareas (panel inferior), el sistema interactúa caóticamente durante un tiempo antes de que el único objeto compacto sea expulsado y el sistema binario salga sobre una órbita ligeramente modificada. Cuando se incluyen las mareas (panel superior), las interacciones caóticas eventualmente resultan en la inspiración de las mareas y la fusión del binario (etiquetado en el diagrama superior y mostrado en detalle en la inserción).
Samsing et al. 2017

Las estrellas que viven en entornos densos, como los cúmulos globulares, experimentan vidas muy diferentes de las del vecindario solar. En estos ambientes extremos, encuentros cercanos son la norma - y esto puede conducir a una variedad de interesantes interacciones entre las estrellas y los sistemas de estrellas que se encuentran.

Un tipo común de reunión es el de una sola estrella con un sistema de estrellas binarias. Los estudios de tales interacciones a menudo tratan a los tres cuerpos como fuentes puntuales, examinando resultados como:

Los tres objetos están mutuamente desatados por la interacción, resultando en tres objetos individuales.

Se produce un encuentro de sobrevuelo, en el que el binario sobrevive al encuentro pero su órbita se modifica por la tercera estrella.

Se produce un intercambio, en el que la estrella única intercambia puntos con una de las estrellas binarias y la expulsa del sistema.


Complejidades de objetos extendidos

Pero ¿qué pasa si tratas los cuerpos no como fuentes puntuales, sino como objetos extendidos con radios reales (como es cierto en la vida real)? Luego hay complejidades adicionales, como colisiones cuando los radios de las estrellas se superponen, efectos relativistas generales cuando las estrellas pasan muy cerca unas de otras y oscilaciones de las mareas cuando las fuerzas gravitacionales estiman las estrellas durante un paso cerrado y luego se liberan después.

En un estudio recientemente publicado dirigido por Johan Samsing (miembro de Einstein en la Universidad de Princeton), los autores exploran cómo estas complejidades cambian el comportamiento de las interacciones binarias-individuales en los centros de los cúmulos estelares densos.


Un ejemplo - de nuevo en el caso de un binario blanco-enano-compacto binario interactuando con un único objeto compacto - de las secciones transversales para diferentes tipos de interacciones. Los intercambios (triángulos) son generalmente los más comunes, y las colisiones directas (círculos) ocurren con frecuencia, pero los inspirales de marea (pluses) pueden ocurrir con la misma frecuencia en tales sistemas. Inspiradas debido a la pérdida de energía a las ondas gravitatorias (cruces) también pueden ocurrir.

Samsing et al. 2017 Cómo cambian las mareas

Utilizando simulaciones numéricas con un código de N-cuerpo, y siguiendo con argumentos analíticos, Samsing y colaboradores muestran que el cambio más grande cuando incluyen efectos como las mareas es un nuevo resultado que a veces resulta de la evolución caótica de la triple interacción: .

Las inspiraciones mareales ocurren cuando un paso cerrado crea oscilaciones de marea en una estrella, drenando energía de la órbita binaria. Bajo las condiciones adecuadas, la pérdida de energía conducirá a la inspiración de las estrellas, que eventualmente resultará en una fusión. Este nuevo canal para las fusiones -como las fusiones debidas a la energía perdida por las ondas gravitacionales- puede ocurrir incluso con más frecuencia que las colisiones en algunos sistemas.

Samsing y colaboradores demuestran que las inspiraciones de las mareas ocurren más comúnmente para binarios ampliamente separados y objetos de pequeño radio. Las concentraciones excéntricas de estrellas blanco-enanas-neutrones, por ejemplo, pueden estar dominadas por las inspiraciones de las mareas.

Los autores señalan que esta interesante población de binarios compactos excéntricos probablemente da lugar a firmas electromagnéticas y de onda gravitacional únicas, lo que sugiere que los estudios adicionales de estos sistemas son importantes para comprender mejor lo que podemos esperar observar cuando las estrellas se encuentran en densas estructuras estelares sistemas

Leer Mas http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/when-a-star-and-a-binary-meet/

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Etiquetas: Cindy Groulx

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