"Las estrellas binarias son sistemas en los que dos estrellas están unidas gravitacionalmente entre sí y orbitan un centro de masa común. Este tipo de estrellas es común en el universo y viene en todas las formas y tamaños."
El fascinante mundo de las estrellas binarias
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14 de mayo de 2024
Introducción
Las estrellas binarias, pares de estrellas unidas por la gravedad, son un fenómeno común e intrigante en nuestro universo. Estos sistemas de estrellas binarias vienen en diferentes tipos, y cada uno de ellos nos ayuda a aprender más sobre cómo se forman las estrellas, cómo interactúan entre sí e incluso cómo medimos distancias en el espacio.
En este artículo, exploraremos los diversos tipos de estrellas binarias, cómo se crean y evolucionan con el tiempo, las herramientas y técnicas que los astrónomos utilizan para estudiarlas y por qué son importantes para nuestra comprensión del universo.
¿Qué es una estrella binaria?
Las estrellas binarias son dos estrellas unidas por la gravedad que orbitan alrededor de un centro de masa común. Estos pares son bastante comunes en el espacio, y muchas estrellas forman parte de estos sistemas binarios o incluso de agrupaciones más grandes. Las estrellas binarias son importantes para la astronomía porque ayudan a los científicos a medir las masas de las estrellas, lo que nos permite aprender más sobre sus características y cómo cambian con el tiempo.
Estrella A y Estrella B
En un sistema estelar binario, la Estrella A y la Estrella B orbitan alrededor de un centro de gravedad común. La Estrella A suele ser la más grande o brillante. La más tenue es la Estrella B, a veces llamada "la compañera".
A medida que la Estrella A envejece y crece, puede transferir material a la Estrella B. Esto puede hacer que la Estrella B se vuelva más brillante y activa. Ambas estrellas afectan el desarrollo mutuo. Sus fases finales, como convertirse en enanas blancas o agujeros negros, dependen de sus masas y cuánto material intercambian.
Clasificación de las estrellas binarias
Clasificación por método de observación
Los astrónomos clasifican las estrellas binarias según los métodos que utilizan para observarlas y estudiarlas. Cada clasificación refleja las técnicas específicas utilizadas para detectar y comprender las propiedades de las estrellas en estos sistemas. Aquí están los principales tipos de estrellas binarias clasificadas según el método de observación:
1. Binarias Visuales:
Las binarias visuales son pares de estrellas que podemos ver como estrellas separadas a través de telescopios. Los astrónomos observan cómo se mueven alrededor una de la otra y miden la distancia entre ellas.
2. Binarias Espectroscópicas:
Las binarias espectroscópicas son pares de estrellas que a menudo están demasiado cerca y no podemos verlas por separado a través de telescopios. En lugar de eso, los astrónomos utilizan la espectroscopía para estudiar la luz que emiten. Estudian cómo cambian los colores de la luz de las estrellas a medida que se mueven hacia nosotros o se alejan de nosotros. Esto se conoce como el efecto Doppler.
3. Binarias Eclipsantes:
Las binarias eclipsantes son pares de estrellas que notamos porque su brillo cambia. Esto ocurre cuando una estrella pasa frente a la otra, causando eclipses que podemos ver desde la Tierra.
4. Binarias Astrométricas:
Los astrónomos pueden identificar binarias astrométricas cuando la trayectoria de la estrella visible parece tambalearse o ser irregular. Estos movimientos sugieren que otra estrella, que no podemos ver, está tirando de la estrella visible con su gravedad. Esta compañera invisible afecta la trayectoria de la estrella visible, lo que indica la presencia de un sistema binario.
Binarias Cerradas y Binarias Amplias
Los científicos categorizan a las estrellas en un sistema binario según la distancia que las separa: binarias cerradas y binarias amplias.
Binarias cerradas son pares de estrellas que orbitan muy cerca una de la otra, a menudo tan cerca que pueden intercambiar o compartir material. Esto puede afectar el desarrollo de las estrellas, causando eventos como novas o creando una envoltura compartida alrededor de ambas estrellas. Los astrónomos llaman a estos sistemas "binarias de contacto."
Por otro lado, las binarias amplias son pares de estrellas que están bastante separadas entre sí. Debido a la gran distancia, la atracción gravitacional entre ellas es más débil y rara vez intercambian material. Estas estrellas viven mayormente sus vidas por separado, casi como estrellas individuales, sin mucha influencia entre sí.
Clasificación según la diferencia de masa
Los científicos también pueden clasificar a las estrellas binarias en función de las diferencias de masa entre las dos estrellas del sistema.
La principal razón para clasificar a las estrellas binarias por su masa es comprender mejor su formación, evolución e interacciones, como la transferencia de masa, la interacción gravitacional y las interacciones de marea. La masa juega un papel fundamental en la determinación del ciclo de vida y el comportamiento de las estrellas.
Cuando dos estrellas en un sistema binario tienen masas similares, el centro de masa alrededor del cual ambas orbitan se encuentra aproximadamente a mitad de camino entre ellas. Esto resulta en una órbita más simétrica, donde ambas estrellas siguen trayectorias similares alrededor de un punto común en el espacio.
Cuando las dos estrellas tienen masas ligeramente diferentes, el centro de masa está cerca del punto medio, pero no exactamente en el centro. Ambas estrellas siguen trayectorias orbitales relativamente equilibradas. Este es el caso del sistema Caronte–Plutón, por ejemplo.
En sistemas con una diferencia significativa pero no extrema de masa, el centro de masa está más cerca de la estrella más masiva. La estrella menos masiva se mueve en una órbita más grande, mientras que la estrella más masiva sigue una órbita más ajustada y pequeña. Este es el caso del sistema Tierra-Luna, por ejemplo.
En sistemas con diferencias extremas de masa, la órbita puede parecerse a la de un planeta alrededor de un sol. El baricentro está tan cerca del centro de la estrella más masiva que puede encontrarse dentro de la estrella misma. La estrella menos masiva orbita en una trayectoria amplia alrededor de la estrella más grande, que parece casi inmóvil en el centro. Desde lejos, se asemeja al sistema Sol-Tierra.
A veces, las estrellas con masas similares pueden tener una órbita elíptica en lugar de una perfectamente circular. En este caso, ambas estrellas orbitan alrededor de un punto común entre ellas, moviéndose más rápido cuando están más cerca y más lento cuando están más lejos. La orientación de la órbita puede cambiar con el tiempo debido a las interacciones gravitacionales entre las estrellas.
Estrellas triples
Las estrellas dobles no son las únicas que pueden orbitar un centro común. Las estrellas triples, también conocidas como sistemas trinos o ternarios, también existen. Al igual que las estrellas binarias, se mantienen unidas por la gravedad, pero en este caso son tres en lugar de dos. Estos sistemas vienen en diferentes configuraciones.
El tipo más estable y común tiene dos estrellas cerca una de la otra, con una tercera estrella orbitando a gran distancia. Esta disposición ayuda a estabilizar el sistema, ya que la estrella lejana no interfiere demasiado con el par cercano.
Tres estrellas que orbitan entre sí a distancias similares es un fenómeno bastante raro. Las complejas atracciones gravitatorias entre las estrellas tienden a hacer que el sistema sea menos estable. Esta configuración puede causar movimientos impredecibles de las estrellas o incluso expulsar una del sistema.
Formación de una estrella binaria
Los científicos basan sus explicaciones en teorías porque aún no comprenden completamente cómo se forman estos sistemas. Aunque los astrónomos han presentado varias explicaciones utilizando observaciones, modelos y simulaciones, no se ha probado completamente ninguna teoría en particular.
Teoría de la fisión:
En los primeros tiempos, algunos científicos pensaban que las estrellas binarias podían formarse cuando una estrella solitaria que gira rápidamente se divide en dos debido a su inestabilidad. Esta idea no es ampliamente aceptada, ya que no se observan comúnmente las altas velocidades necesarias para dicha división.
Desintegración de nubes moleculares:
La teoría más aceptada hoy en día es que las estrellas binarias se forman a partir de la desintegración de una gran nube colapsante de gas y polvo. A medida que la nube se colapsa debido a la gravedad, puede dividirse en piezas más pequeñas, cada una de las cuales eventualmente podría formar una estrella. Estas estrellas recién formadas permanecen cerca unas de otras, orbitando alrededor de un centro común debido a la gravedad. Cómo se divide la nube depende de factores como su densidad, temperatura y movimiento.
Teoría de la captura:
Otra idea es que las estrellas binarias se formen cuando dos estrellas separadas se acercan lo suficiente como para comenzar a orbitarse mutuamente. Los científicos piensan que esto es raro porque requiere condiciones especiales y generalmente ocurre en áreas muy pobladas.
Conclusión
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Las estrellas binarias son pares de estrellas que orbitan alrededor de un punto común. Constituyen una gran parte de todas las estrellas del universo.
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La mayoría de las observaciones apoyan la teoría principal de que las estrellas binarias se forman a partir de la desintegración de grandes nubes de gas y polvo. Otras teorías menos comunes incluyen la división de una estrella en dos o la unión de dos estrellas.
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Los astrónomos clasifican las estrellas binarias según los métodos que usan para observarlas y estudiarlas.
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Las binarias visuales parecen estrellas separadas. Las binarias espectroscópicas muestran su naturaleza al examinar su espectro de luz. Las binarias eclipsantes pasan una frente a la otra. Las binarias astrométricas muestran el movimiento de una estrella debido a la presencia no visible de la otra.
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Estudiar estrellas binarias ayuda a los científicos a comprender cómo cambian las estrellas, cuánto pesan y cuáles son sus ciclos de vida.
Referencias
- The Binary Stars, Robert Grant Aitken, New York: Dover, 1964.
- Aitken, Robert Grant (1935). The Binary Stars. New York and London: McGraw-Hill Book Company, Inc.
- E. P. J. van den Heuvel (2004). "X-Ray Binaries and Their Descendants: Binary Radio Pulsars; Evidence for Three Classes of Neutron Stars?". Proceedings of the 5th INTEGRAL Workshop on the INTEGRAL Universe (ESA SP-552).
- NASA - "Multiple Star Systems"
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