Determinan por primera vez la composición quí­mica de una estrella gigante roja

Investigadores de la Universidad de Granada han realizado el análisis más completo a nivel mundial de la composición quí­mica y el estado evolutivo de las estrellas de carbono de tipo espectral R. La presencia de carbono es fundamental para el posible desarrollo de la vida en el Universo, por lo que explicar su origen en las estrellas tiene una enorme importancia.

¿De qué están compuestas las peculiares estrellas denominadas de tipo R? ¿De dónde procede el carbono que está presente en su envoltura? í‰stas son las preguntas a las que ha pretendido dar respuesta una investigación desarrollada por cientí­ficos del departamento de Fí­sica Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada, en la que han analizado la composición quí­mica y el estado evolutivo de las estrellas de carbono de tipo espectral R para intentar explicar el origen del enriquecimiento en carbono que está presente en su atmósfera.

Hasta la fecha, apenas se habí­an realizado análisis quí­micos para este tipo de estrellas. Las estrellas de tipo R son estrellas gigantes rojas peculiares, puesto que presentan una mayor abundancia de carbono que de oxí­geno en su atmósfera (lo normal en el Universo es justamente lo contrario). Se clasifican en estrellas R-calientes y R-frí­as, según su temperatura efectiva.
En el caso de las estrellas R-frí­as, es la primera vez que a nivel mundial se realiza un análisis quí­mico de estas caracterí­sticas, mientras que para las estrellas R-calientes, los análisis quí­micos existentes eran muy antiguos (más de 25 años) y con menor resolución espectral que el que se ha realizado en el trabajo de la UGR.

La investigación ha sido llevada a cabo por Olga Zamora Sánchez y dirigida por los profesores Carlos Abia e Inmaculada Domí­nguez. Los cientí­ficos de la Universidad de Granada han estudiado también las propiedades observacionales fundamentales de las estrellas de tipo R (distribución en la Ví­a Láctea, cinemática, luminosidad, etc.) .

Una muestra de 23 estrellas

En esta investigación se ha determinado la composición quí­mica de una muestra de 23 estrellas de tipo R (tanto frí­as como calientes), usando espectros en el óptico con alta resolución espectral, con el objetivo de poder obtener información sobre el origen de este tipo de estrellas. Para ello, los cientí­ficos realizaron observaciones con un telescopio de 2.2 metros de diámetro situado en Calar Alto (Almerí­a), y llevaron a cabo un análisis quí­mico de elementos como carbono, oxí­geno, nitrógeno, litio y otros metales pesados, como el tecnecio, estroncio, bario o el lantano.

Así­, los cientí­ficos han concluido que las estrellas R-frí­as son idénticas a las estrellas de tipo N (o estrellas de carbono normales) originadas en la fase AGB mientras que las estrellas R-calientes son estrellas de distinta clase. Alrededor del 40% de las estrellas R-calientes de la muestra estaban erróneamente clasificadas hasta la fecha, por lo que la fracción de estas estrellas con respecto a las estrellas gigantes rojas puede verse reducida considerablemente respecto a estimaciones previas gracias a este trabajo.

El análisis más completo

El análisis realizado en la Universidad de Granada es el más completo a nivel mundial (desde un punto de vista observacional y teórico) sobre las estrellas de carbono tipo espectral R llevado a cabo hasta la fecha. Además, los cientí­ficos han simulado numéricamente, por primera vez, el escenario más favorable para la formación de una estrella R-caliente: la fusión de una estrella enana blanca de helio con una estrella gigante roja. Este escenario no ha resultado viable finalmente, por lo que explicar el origen de las estrellas R-calientes sigue representando un desafí­o para los modelos de evolución estelar y nucleosí­ntesis actuales.

Aunque los cientí­ficos de la UGR advierten de que este tipo de estudio no tiene una aplicación inmediata, la información obtenida puede ser muy valiosa en un futuro a largo plazo, ya que, como es sabido, el carbono tiene una importancia fundamental para el posible desarrollo de la vida en el Universo. Por ello, señalan, explicar cómo se produce este elemento en las estrellas servirá para estudiar cómo se produce uno de los ingredientes básicos de la vida que conocemos. Los resultados de esta investigación van a ser enviados para su próxima publicación en la revista Astronomy & Astrophysics.
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