La historia oculta de una estrella blanca ultramasiva, destapada por la luz ultravioleta
Descubre cómo una enana blanca aparentemente común resultó ser el remanente de una poderosa fusión de dos soles. Observaciones con el Hubble en el espectro ultravioleta revelan carbono en su atmósfera y un pasado violento. Un hallazgo que nos acerca a la evolución de las estrellas y al origen de las supernovas.
Por Enrique Coperías
Ilustración de la fusión estelar caliente que formó la enana blanca ultramasiva WD 0525+526. Crédito: Dra. Snehalata Sahu / Universidad de Warwick
Un equipo internacional de astrónomos, con ayuda del telescopio espacial Hubble, ha desenterrado la historia secreta de una estrella que parecía ordinaria pero que ha resultado ser el producto de una colisión cósmica. El hallazgo nos descubre un nuevo tipo de fósil estelar y sugiere que muchas otras estrellas podrían esconder orígenes igualmente explosivos.
Las estrellas mueren, pero no todas lo hacen en silencio. Algunas, como la protagonista de esta historia, terminan sus vidas en un violento choque cósmico. Y, aunque esa violencia quedó enterrada hace miles de millones de años, sus efectos siguen siendo visibles… pero solo si se observa con los ojos adecuados.
Es lo que acaba de demostrar un equipo de astrónomos liderado por investigadores de la Universidad de Warwick, en el Reino Unido, que identificaron por primera vez los rastros de una antigua colisión estelar a través de una delicada firma de carbono en el espectro ultravioleta (UV).
¿Cómo se descubrió el pasado oculto de esta estrella?
La estrella en cuestión es conocida por los astrónomos con el nombre en clave WD 0525+526, una enana blanca descubierta hace décadas y que brilla a tan solo s 130 años luz de la Tierra. A primera vista, y bajo luz óptica —es decir, aquella que percibimos con nuestros ojos—, no parecía tener nada fuera de lo común: una estrella muerta, densa, con una atmósfera dominada por hidrógeno.
Pero cuando se apuntó el telescopio espacial Hubble hacia ella y se observó en el espectro ultravioleta, la historia cambió radicalmente.
«En luz óptica, WD 0525+526 parece una enana blanca pesada pero común —explica la doctora Snehalata Sahu, primera autora del estudio, que ha sido publicado en la revista Nature Astronomy. Y añade—: Sin embargo, con las observaciones en el ultravioleta que obtuvimos con el Hubble, pudimos detectar débiles huellas de carbono que no eran visibles desde la Tierra».
Por qué es importante su impronta de carbono
Esas huellas de carbono no son moco de pavo. En una enana blanca común, el núcleo estelar está formado por carbono y oxígeno, pero este material queda encerrado bajo gruesas capas de hidrógeno y helio, que lo aíslan del exterior. Detectar carbono en la superficie estelar de una estrella como WD 0525+526 es como encontrar brasas humeantes bajo una alfombra: significa que algo ha roto esa barrera protectora.
La explicación más plausible es que esta estrella no nació sola, sino de la fusión de dos estrellas. En estos raros eventos, el choque entre los dos cuerpos puede eliminar gran parte de las capas externas de hidrógeno y helio, permitiendo que el carbono interno se filtre, poco a poco, hacia la superficie. Esta es exactamente la situación que los modelos y observaciones han confirmado para WD 0525+526.
«Encontrar pequeñas cantidades de carbono en la atmósfera estelar es una señal inequívoca de que esta enana blanca quizá sea el remanente de una fusión estelar —afirma Sahu—. Y también sugiere que puede haber muchas más como ella, ocultas a plena vista, que solo podemos identificar si las observamos en el ultravioleta».
Un fósil cósmico precoz y peculiar
Las enanas blancas ultramasivas como WD 0525+526, esto es, aquellas que pesan más que el Sol, son inusuales. Su existencia plantea preguntas entre los astrónomos, porque las estrellas masivas que terminan como enanas blancas deberían, en teoría, colapsar en supernovas o dejar núcleos de oxígeno-neón, no de carbono-oxígeno, como sucede con WD 0525+526.
Es por eso por lo que este tipo de objetos se considera una pista crucial para comprender los caminos alternativos de la evolución estelar, como las fusiones binarias.
En el caso de WD 0525+526, los investigadores no solo detectaron carbono, sino que también midieron la masa total de hidrógeno y helio en la estrella: ambos elementos están presentes en cantidades ínfimas, hasta 10.000 millones de veces menos de lo habitual en enanas blancas normales.
«Pensamos que estas capas fueron eliminadas en la fusión, y eso es lo que permite que el carbono emerja ahora en la superficie», explica el doctor Antoine Bédard, coautor del estudio.
Pero WD 0525+526 no solo es un fósil estelar de una fusión; también resulta especial por estar en una fase muy temprana de esa historia evolutiva. «Este remanente es también inusual porque tiene alrededor de 100.000 veces menos carbono superficial si se compara con otros remanentes conocidos —comenta Bédard. Y continúa—: Y su temperatura estelar es casi cuatro veces mayor que la del Sol. Esto nos dice que aún está en una etapa muy temprana tras la fusión, lo cual nos permite estudiar cómo empiezan a evolucionar estos objetos».
Cuando la mezcla es lenta pero constante: la semiconvección
Una de las grandes incógnitas para los expertos era cómo podía el carbono llegar a la superficie en una estrella tan caliente. En objetos más fríos, el proceso es simple: la convección estelar —una especie de ebullición en el interior del astro— lleva el carbono hacia arriba. Pero WD 0525+526 es demasiado caliente para permitir esa mezcla turbulenta. Así que los investigadores se toparon con un enigma.
La solución llegó con un concepto menos conocido: la semiconvección, un proceso de mezcla parcial que ocurre cuando hay gradientes químicos que inhiben la convección completa. En este tipo de regiones estelares, capas de mezcla parcial y zonas estables se intercalan, lo que permite que pequeñas cantidades de carbono atmosférico asciendan lentamente.
«El hallazgo de este tipo de mezcla en una enana blanca es muy significativo —señala Bédard—. Es la primera vez que vemos una evidencia clara del fenómeno de la semiconvección en enanas blancas».
Este fenómeno también permite explicar por qué la atmósfera de la estrella todavía aparece dominada por hidrógeno, aunque apenas lo conserve. En otras palabras, el carbono ya empezó a colarse hacia la superficie, pero aún no ha terminado de contaminarla por completo.
Un vistazo exclusivo gracias al Hubble
La clave de este descubrimiento fue la capacidad del telescopio Hubble para observar en el ultravioleta lejano, una franja del espectro completamente inaccesible desde la superficie terrestre. «Encontrar una evidencia directa de fusiones estelares en enanas blancas individuales es muy raro», señala el profesor Boris Gänsicke, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick.
«Pero la espectroscopía ultravioleta nos da la capacidad de detectar estas señales tempranas, cuando el carbono todavía no es visible en luz óptica —explica Gänsicke. Y añade—: Como la atmósfera terrestre bloquea esa radiación, estas observaciones solo pueden hacerse desde el espacio, y en este momento, solo el Hubble puede hacerlo».
El investigador también destaca un punto crucial para el futuro: “El Hubble acaba de cumplir 35 años, y, aunque aún está operativo, es urgente comenzar a planear un nuevo telescopio espacial que lo reemplace y continúe este tipo de estudios únicos».
Esta ilustración del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA en su órbita alta, a 600 kilómetros sobre la Tierra. Crédito: ESA
Una ventana a la evolución estelar y las supernovas
El hallazgo de la enana blanca WD 0525+526 no solo tiene valor en sí mismo. También establece una nueva referencia para entender el destino final de los sistemas estelares binarios —es decir, sistemas de dos estrellas que orbitan entre sí— y su posible papel como precursores de supernovas de tipo Ia, explosiones cósmicas cruciales para medir distancias en el universo.
Además, WD 0525+526 forma parte de una población de enanas blancas que presentan un extraño retraso en su proceso de enfriamiento, conocido como la rama Q en el diagrama de Hertzsprung–Russell. Este retraso podría deberse a procesos internos complejos como la cristalización del núcleo estelar o la destilación gravitacional del neón.
El hecho de que muchos de estos objetos muestren indicios de fusión refuerza la idea de que son productos de eventos binarios extremos.
Un vistazo al futuro de una estrella «KO»
Aunque WD 0525+526 parece ahora una enana blanca estable y silenciosa, su historia no ha terminado. A medida que se enfríe durante los próximos miles de millones de años, es probable que desarrolle una convección más eficiente en su superficie, lo que diluirá la delgada capa de hidrógeno y arrastrará más carbono hacia el exterior.
En ese momento, se transformará en una enana blanca de tipo DQ, que se caracteriza por una atmósfera rica en carbono.
Pero esa transformación tardará millones de años. Por ahora, la luz ultravioleta que emite esta estrella actúa como un faro que ilumina no solo su historia, sino la de otras muchas que podrían compartir su origen violento.
¿Cuántas estrellas más podrían compartir esta historia oculta?
Una de las conclusiones más impactantes del estudio es que WD 0525+526 no es única. Gracias a la mirada aguda del Hubble y a modelos astrofísicos sofisticados, ahora podemos leer entre líneas su pasado turbulento.
Según el equipo de Warwick, «muchas enanas blancas que consideramos normales podrían ser el resultado de fusiones estelares, pero no lo sabemos porque no emiten rastros visibles de carbono».
Esto abre la puerta a nuevas búsquedas mediante observaciones UV desde el espacio para detectar otros fósiles estelares camuflados.▪️
Información facilitada por la Universidad de Warwick
Fuente: Sahu, S., Bédard, A., Gänsicke, B. T. et al. A hot white dwarf merger remnant revealed by an ultraviolet detection of carbon. Nature Astronomy (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-025-02590-y
