La rotación de las estrellas, cada vez más lenta

Desde su nacimiento hasta su muerte, las estrellas generalmente reducen su velocidad de rotación entre 100 y 1000 veces con respecto a su velocidad inicial. El momento angular total del Sol ha disminuido a medida que se desprende gradualmente materia de su superficie. Esta materia se desprende y dispersa en forma de plasma, y constituye el viento solar.

Se ha venido sospechando que la interacción de los campos magnéticos con el flujo de plasma interviene en el principal mecanismo que disminuye la velocidad de rotación de las estrellas. Pero no se conocían los detalles de dicho mecanismo. Hasta ahora.

Recientemente, gracias a la astrosismología, que mide las frecuencias de oscilación naturales de cada estrella, se ha conseguido determinar la velocidad de rotación interna y medir los campos magnéticos de otras estrellas de nuestra galaxia. A partir de esta enorme población, ha surgido una idea bastante clara de cómo la rotación de una estrella disminuye con la edad del astro, y ello sugiere que las teorías más aceptadas actualmente resultan insuficientes para explicar la drástica disminución de la rotación estelar.

Un equipo internacional encabezado por Ryota Shimada, de la Universidad de Kioto en Japón, ha ejecutado una sofisticada simulación informática en 3D de una estrella. Gracias a esta simulación, ha logrado vislumbrar la compleja interacción entre la convección, la rotación y los campos magnéticos.

Los autores del nuevo estudio han determinado que la rotación interna y el campo magnético coevolucionan de forma similar a como lo hace la dinamo solar: el proceso energético que mantiene el campo magnético de nuestro Sol. A partir de esto, el equipo ha logrado predecir matemáticamente la evolución de la rotación interna de la estrella a lo largo del tiempo.

Ilustración de las regiones internas de una estrella masiva durante su fase final de combustión nuclear de oxígeno y silicio, antes del colapso del núcleo de hierro. La intensidad y la geometría del campo magnético, junto con las propiedades de la convección en la región rica en oxígeno, pueden provocar que la velocidad de rotación aumente o disminuya. (Imagen: KyotoU / Lucy McNeill)

La simulación revela que, dependiendo de diversos factores, la rotación puede también acelerarse en algunos casos, no solo desacelerarse.

El equipo pudo formular la interacción entre la convección, la rotación y los campos magnéticos como un modelo para el transporte radial de momento angular hacia afuera y hacia adentro, demostrando que este transporte en fases posteriores de combustión nuclear está directamente relacionado con la geometría del campo magnético.

El estudio se titula “Angular momentum transport in the convection zone of a 3D MHD simulation of a rapidly rotating core-collapse progenitor”. Y se ha publicado en la revista académica The Astrophysical Journal. (Fuente: NCYT de Amazings)