Un desafío al
limite de Chandrasekhar
Por: Ashmita Gupta, Indian Institute of Science.
10 de octubre de 2026
Evolución de secuencias principales de diversas masas a enanas blancas en diagramas HR, donde L es la luminosidad y T la temperatura efectiva de la estrella. Crédito de la imagen: The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/aea97e.
Cuando una estrella moribunda agota su combustible y expulsa sus capas exteriores, su núcleo restante puede convertirse en un remanente estelar extremadamente denso, de un tamaño aproximado al de la Tierra, llamado enana blanca. Para una enana blanca que no gira ni está fuertemente magnetizada, existe un límite superior de masa bien conocido de aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol, conocido como el límite de Chandrasekhar.
A medida que una enana blanca de carbono y oxígeno se acerca a este límite, su núcleo puede volverse lo suficientemente denso como para encender el carbono, lo que podría desencadenar una explosión termonuclear conocida como supernova de tipo Ia. Si el límite de Chandrasekhar es fijo, la tasa de liberación de energía y la luminosidad de las supernovas también deberían ser fijas. Los científicos han utilizado esta constancia de la luminosidad para comprender la evolución y el tamaño del Universo, que actualmente se cree que está en expansión.
Ahora, simulaciones realizadas por investigadores del Departamento de Física del Instituto Indio de Ciencias (IISc) y colaboradores demuestran que los fuertes campos magnéticos internos podrían permitir que algunas enanas blancas alcancen masas considerablemente mayores que las permitidas por el límite de Chandrasekhar. En una de sus simulaciones, los investigadores descubrieron que una enana blanca magnetizada de carbono-oxígeno puede llegar a tener aproximadamente 2,4 veces la masa del Sol, muy por encima del límite.
Los teóricos llevan décadas prediciendo la posibilidad de la existencia de enanas blancas “super-Chandrasekhar”. Las observaciones de supernovas de tipo Ia inusualmente luminosas han aportado más evidencia, sugiriendo la posibilidad de que existan enanas blancas progenitoras con masas y un límite de masa de hasta 2,8 veces la masa solar.
“La cuestión importante no era simplemente si una enana blanca super-Chandrasekhar es posible, sino si una estrella puede evolucionar hasta convertirse en una. Nuestras simulaciones nos permitieron seguir esa trayectoria evolutiva desde la estrella de la secuencia principal hasta la enana blanca y demostrar que, bajo ciertas condiciones, dicha trayectoria es posible”, afirma Zenia Zuraiq, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Departamento de Física.
Para rastrear esta evolución, el equipo modificó STARS, un código informático desarrollado en la Universidad de Cambridge para modelar la evolución estelar. Incorporaron efectos de campo magnético y enfriamiento de enanas blancas, lo que les permitió seguir estrellas magnetizadas desde la secuencia principal, la fase larga en la que las estrellas generan energía mediante la fusión de hidrógeno, hasta su posterior evolución en enanas blancas. Luego, modelaron un sistema binario en el que la enana blanca obtiene materia adicional de una estrella compañera.
Las simulaciones mostraron que un campo magnético inicialmente débil puede adquirir cada vez más importancia a medida que la enana blanca gana masa. Conforme se acumula materia, la enana blanca se vuelve más densa y se contrae, fortaleciendo su campo magnético. Este campo más intenso proporciona presión adicional en el interior de la estrella, lo que le permite soportar su propia gravedad y sostener una mayor masa.
Esto modifica la relación habitual entre la masa y el tamaño de la enana blanca, introduciendo nuevos límites para la masa, dependiendo de la física exacta de los campos magnéticos. En un modelo, una enana blanca de carbono-oxígeno de 1,02 masas solares, formada a partir de una estrella de la secuencia principal de 8 masas solares, ganaba materia a un ritmo de 10⁻⁹ masas solares por año. El modelo magnetizado alcanzó un límite de masa de aproximadamente 2,4 masas solares, mientras que el modelo no magnetizado correspondiente alcanzó solo alrededor de 1,4 masas solares.
Las simulaciones también ofrecen una posible explicación de por qué algunas enanas blancas bien observadas tienen radios mayores de lo esperado en función de su baja masa: el mismo efecto del campo magnético. Los hallazgos también podrían tener otras implicaciones para las supernovas de tipo Ia, que se utilizan como candelas estandarizables para medir distancias cósmicas. Si algunas de estas explosiones se originan a partir de progenitores con masas y propiedades magnéticas sustancialmente diferentes, comprender esta diversidad podría ser importante para interpretar su luminosidad y utilizarlas en el estudio de la expansión del Universo.
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