La estrella binaria V Sagittae explotará como una Nova muy brillante en 2083

Figura 1: V Sge es un sistema donde una estrella masiva caliente está en una órbita cercana alrededor de una enana blanca. El gas cae de la estrella normal a una velocidad enorme, formando una corriente desde el punto de contacto más cercano, entrando en un disco circular alrededor de la enana blanca. La superficie de la estrella normal es caliente (alrededor de 12,000 K), por lo que parece de color blanco azulado. La región de la enana blanca es muy cálida y brillante, por lo que irradia el hemisferio interno de la estrella normal (aunque el disco mismo proyecta una sombra), calentando sus gases. Incluso ahora, V Sge tiene un viento estelar increíblemente grande, donde gran parte de la masa que se desborda se acelera lejos de la enana blanca, formando una cubierta pesada que oculta parcialmente el sistema interno en una neblina brillante. Esta trama está construida a partir de BINSIM (http://www.phys.lsu.edu/~rih/binsim/) por el profesor Robert Hynes de LSU. El punto clave es que esta imagen es una descripción precisa de cómo se ve actualmente V Sge. Crédito: LSU Louisiana State University.

Investigadores de astronomía de LSU estiman el pico de brillo y explosión de la estrella luminosa más brillante que cualquiera otra en la Vía Láctea para V Sge. 

Actualmente, la tenue estrella V Sagittae o V Sge, en la constelación de Sagitta, apenas es visible, incluso en telescopios de tamaño medio. Sin embargo, alrededor del año 2083, esta estrella inocente explotará, volviéndose tan brillante como Sirius, la estrella más brillante visible en el cielo nocturno. Durante este tiempo de erupción, V Sge será la estrella más luminosa en la galaxia de la Vía Láctea. 

Esta predicción fue presentada por primera vez en la 235ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Honolulu, por los astrónomos Bradley E. Schaefer, Juhan Frank y Manos Chatzopoulos, con el Departamento de Física y Astronomía de LSU. 

Figura 2: Ubicación en el cielo de V Sge o V Sagittae dentro de la Constelación de Sagitta y sus alrededores, la brillante estrella Altair se puede ver en el área.

"Ahora tenemos una fuerte predicción para el futuro de V Sge", dijo Schaefer. "En las próximas décadas, la estrella se iluminará rápidamente. Alrededor del año 2083, su tasa de acumulación aumentará catastróficamente, derramando masa a tasas increíblemente altas sobre la enana blanca, con este material ardiendo. En los últimos días de esta muerte ... en espiral, toda la masa de la estrella compañera caerá sobre la enana blanca, creando un viento supermasivo de la estrella que se fusiona, apareciendo tan brillante como Sirius, posiblemente incluso tan brillante como Venus ". 

V Sge es un sistema estelar en una clase grande y diversa llamada estrella variable cataclísmica, o CV, que consiste en una estrella ordinaria en una órbita binaria alrededor de una estrella enana blanca, donde la masa de la estrella normal cae lentamente sobre la enana blanca. Los CV incluyen múltiples tipos de estrellas binarias, a menudo con un comportamiento espectacular. V Sge es el más extremo de todos los CV son aproximadamente 100 veces más luminoso que todos los otros CV conocidos, y está impulsando un viento estelar masivo, igual a los vientos de las estrellas más masivas antes de su muerte. Estas dos propiedades extremas son causadas por el hecho de que la estrella normal es 3,9 veces más masiva que la enana blanca. 

Figura 3: Actualmente, V Sagittae (V Sge) es solo una estrella débil y discreta en la constelación de la "Flecha" (con un nombre latino formal de "Sagitta"). De hecho, la flecha apunta directamente a V Sge. Esta imagen muestra un primer plano del campo de estrellas alrededor de V Sge, donde el punto de esta imagen es que V Sge ahora aparece como una estrella ordinaria y discreta. Esta imagen está tomada de la placa POSSII, con las estrellas más débiles visibles cerca de la magnitud 21, el norte está en la parte superior y el este está a la izquierda. V Sge se indica mediante las dos marcas hash. Esta imagen es "negativa", donde las estrellas son círculos oscuros y el cielo de fondo es blanco. El campo es de 5X5 minutos de arco, un área comparable a Mare Imbrium en nuestra Luna. Crédito: LSU Louisiana State University.

"En todos los otros currículums conocidos, la enana blanca es más masiva que la estrella normal en órbita, por lo que V Sge es completamente única", dijo Schaefer. 

"Anteriormente, los astrónomos han estudiado V Sge, al darse cuenta de que es un sistema inusual con propiedades extremas", dijo Frank. "Sin embargo, nadie se había dado cuenta de que la órbita binaria estaba en una espiral muy rápida". 

Esta comprensión se deriva de las medidas de rutina del brillo de V Sge en fotos antiguas del cielo ahora archivadas en el Harvard College Observatory, que proporciona una historia detallada que se remonta al año 1890. 

Sorprendentemente, V Sge se ha iluminado sistemáticamente por un factor de 10X, 2,5 magnitudes, desde principios de la década de 1890 hasta la última década. Este comportamiento sin precedentes se confirmó con datos de archivo recopilados de la base de datos de la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables, AAVSO, que muestran un aumento de V Sge en casi un factor de 10X, 2,4 magnitudes, desde 1907 hasta los últimos años. 

Figura 4: Sagitta (la Flecha) es una constelación en el borde del icónico Triángulo de Verano, definido por las tres estrellas Vega (en Lyra la Lira), Deneb (en Cygnus el Cisne) y Altair (en Aquila el Águila). La flecha consta de cinco estrellas en forma de flecha, apuntando a la derecha en V Sge. La Figura 3 tiene tres paneles, siendo este segundo panel una versión anotada de la Figura 3a. La imagen base de toda la Figura 3 está tomada de una foto del cielo de Bob King que aparece en la página web de Sky & Telescope. https://www.skyandtelescope.com/observing/the-summer-triangle-makes-its-midnight-debut/. Crédito: LSU Louisiana State University.

"V Sge está ganando luminosidad exponencialmente con una escala de tiempo de duplicación de 89 años", dijo Frank. "Este brillo solo puede resultar con un aumento exponencial de la tasa de masa que cae de la estrella compañera normal en última instancia porque la órbita binaria está en espiral rápidamente". 

Schaefer dijo: "En anticipación de esta rápida decadencia de la órbita, el destino de V Sge está sellado. La física crítica y simple se deriva de V Sge, teniendo la estrella compañera mucho más masiva que la estrella enana blanca, forzando así la velocidad de transferencia de masa para aumentar exponencialmente. Anticipando las próximas décadas, V Sge irá en espiral a un ritmo rápido con brillo creciente. Inevitablemente, este en espiral culminará con la mayor parte del gas en la estrella normal que cae sobre la enana blanca, todo dentro de las últimas semanas y días. Esta masa en caída liberará una cantidad tremenda de energía potencial gravitacional, impulsando un viento estelar como nunca antes se ha visto, y elevará la luminosidad del sistema justo por debajo de la de las supernovas en el pico ". 

Este evento explosivo tendrá un brillo máximo durante un mes, con dos estrellas fusionándose en una estrella. El resultado final de la fusión producirá una sola estrella con un núcleo enano blanco degenerado, una capa de combustión de hidrógeno, rodeada por una vasta envoltura de gas en su mayoría de hidrógeno. 

"A partir de esta nueva entrada crítica de la escala de tiempo de duplicación de 89 años, es posible calcular directamente la evolución futura de V Sge, todo utilizando ecuaciones estándar que describen los muchos mecanismos físicos involucrados", dijo Schaefer. 

Los cálculos dan una respuesta robusta al brillo con la fusión en espiral para el evento de fusión final que será alrededor del año 2083. 

"La incertidumbre en esta fecha es de ± 16 años, que surge principalmente de no tener una medida perfecta de la escala de tiempo de duplicación debido a la gran inestabilidad intrínseca del brillo en el registro histórico", dijo Frank. "Por lo tanto, la fusión será aproximadamente entre 2067 y 2099, muy probablemente cerca de la mitad de este rango". 

Schaefer dijo: "Por lo tanto, V Sge aparecerá sorprendentemente brillante en el cielo nocturno. Esto es sustancialmente más brillante que la nova más brillante conocida de todos los tiempos (hace -0.5) hace un siglo, y la última vez que apareció una 'estrella invitada' más brillante fue la supernova de Kepler en el año 1604. 

"Ahora las personas de todo el mundo pueden saber que verán a una maravillosa estrella invitada brillando como la más brillante del cielo durante un mes más o menos, siendo señalada por la Flecha justo debajo de Cygnus, el Cisne". 

Fuente: LSU Louisiana State University,