Descifrado el patrón espiral de una peculiar estrella binaria

La figura muestra la imagen compuesta del gas molecular alrededor de LL Pegasi. Al comparar esta distribución de gas representada en detalle por ALMA con simulaciones teóricas, el equipo concluyó que la bifurcación del patrón en espiral de concha es el resultado de un sistema binario altamente elíptico.

Las estrellas binarias en avanzada etapa de evolución con órbitas elípticas pueden ser ubicuas durante un largo período. Muchas nebulosas planetarias -estrellas que se encuentran en la etapa siguiente de evolución estelar- tienen estructuras casi elípticas en la parte externa y estructuras muy asimétricas en la parte interna.

Las formas casi esféricas incluyen las que tienen aspecto de espiral, concha y arco, mientras que las no esféricas son bipolares o multipolares. La coexistencia de estructuras con geometrías tan distintas es enigmática porque delata la existencia simultánea de interacciones binarias amplias y cercanas al mismo tiempo.

Este fenómeno se ha atribuido a las estrellas binarias con órbitas elípticas. De la investigación actual se desprende que los parámetros orbitales de las binarias centrales pueden ser determinados mediante un análisis detallado de los patrones externos recurrentes, que proporcionan indicios sobre la transición de estructuras cuasiesféricas a asimétricas.

LL Pegasi es una estrella gigante al menos 200 veces más grande que el Sol y que pierde masa. En cuanto a las etapas de evolución estelar, actualmente se encuentra en la rama asintótica gigante, que nuestro Sol alcanzará dentro de algunos miles de millones de años. Esta estrella fue detectada hace unos 10 años gracias a la imagen de una espiral casi perfecta obtenida por el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA. Antes de este hallazgo, nunca se había observado una espiral alrededor de una estrella antigua.

"Este sistema particularmente regular ayuda a entender cómo las órbitas de estos sistemas evolucionan en el tiempo, puesto que cada vuelta de la espiral describe una órbita diferente en un plazo diferente", afirma Mark Morris (UCLA, EE. UU.), coautor del estudio.

La sorprendente regularidad de este patrón lo llevó a ser considerado un sistema binario en una órbita circular. Y ahora es igualmente sorprendente que esta espiral completa, que ha sido mejor observada y no presenta ambigüedades, sea influenciada por un sistema binario de órbita elíptica.

Las nuevas imágenes de ALMA revelan información espacio-cinemática del denso gas molecular presente en la concha en espiral y muestra la dinámica de la pérdida de masa en la estrella gigante modulada por su movimiento orbital.

"Según el intervalo de los anillos de la espiral, el período orbital de LL Pegasi es de unos 800 años, con lo cual el movimiento binario es prácticamente imposible de detectar incluso con observaciones continuas durante varias generaciones sucesivas. Descifrar el patrón de la espiral es una forma inteligente de conocer la historia del movimiento orbital", agrega Sheng-Yuan Liu (ASIAA, Taiwán), coautor del estudio.