Física Estelar e Interestelar

Las estrellas constituyen sondas físicas fundamentales. El Proyecto Severo Ochoa financia los objetivos más importantes del centro dentro de su línea de investigación de Física Estelar eInterestelar:

1) Identificar nuevos sistemas de agujeros negros y explorar la física de los agujeros negros y sus progenitores, para lo que el equipo utiliza algunos de los mejores observatorios del mundo, estudiando las masas dinámicas de  agujeros negros estelares en sistemas binarios, analizando los procesos de acreción/emisión en binarias compactas y contrastando las teorías que predicen la evolución del período orbital de estos sistemas como resultado de una ruptura del campo magnético o de radiación gravitatoria. Se utilizará el caso de estrellas que orbitan alrdedor de agujeros negros para comprobar el comportamiento de la gravedad en régimen de campo fuerte;

2) Conocer la física y el ciclo vital de las estrellas, desde las más masivas y luminosas observables a grandes distancias en el Universo que acabarán en violentos episodios explosivos y la formación de agujeros negros o de estrellas de neutrones, hasta las más débiles enanas marrones que enlazan con el dominio de los planetas. El objetivo en las estrellas masivas es aprovechar su enorme luminosidad y sus intensos campos de radiación y utilizarlos como herramientas para estudiar el universo a alto y bajo z. Los investigadores del IAC han sido pioneros en la búsqueda de enanas marones desde su descubrimiento (Rebolo et al. 1995 Nature), ahora se trata de comprender los mecanismos de formación de estos objetos, cuyo número se equipara al de las estrellas;

3) Estudiar del enriquecimiento químico durante las últimas fases de estrellas tipo solar; desvelar la distribución del carbono, en sus formas atómica y molecular, en la Vía Láctea y en otras galaxias y determinar el papel de las moléculas que contienen carbono en la química interestelar prebiótica. 

Objetivos:

• Descubrir y estudiar agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas en sistemas sometidos a fuertes campos gravitatorios;
• Esclarecer el papel que desempeñan los vientos estelares en las estrellas más masivas y en la formación y evolución de las enanas marrones, que sirven de puente entre el mundo estelar y el dominio de  los exoplanetas;
• Conocer las últimas fases de la vida de las estrellas de tipo solar y desvelar la distribución del carbono y el papel de las moléculas que lo contienen en la química interestelar prebiótica.

Resultados científicos específicos:

2012

• Detección del agujero negro H1705-25 en quiescencia utilizando el telescopio de rayos X Chandra. Las estrellas de neutrones son sistemáticamente más brillantes que los agujeros negros en quiescencia, lo que se interpreta como una prueba de la ausencia de una superficie rígida en los agujeros negros en (Yang et al. 2012 MNRAS). 
• Descubrimiento, utilizano el GTC, de una pérdida de período orbital en el sistema de agujeros negros XTE J1118+480 (González-Hernández, 2012 ApJ).
• El cambio en el período obrbital de las enanas blancas binarias J0651 concuerda con las predicciones de la Teoría de la Relatividad de Einstein (The Astrophysical Journal Letters vol. 757, pp. 6).
• El IAC fue portada de la revista Nature con un artículo sobre el progenitor de la Supernova 1006 (González-Hernández et al. 2012)
• Enriquecimiento químico: Fullereno C60 y protografeno (C24) detectados en las nebulosas planetarias M 1-60 y K 3-54, respetivamente (The Astrophysical Journal vol. 760, pp. 16).
• Descubrimiento de las primeras enanas T mediante el rastreo hemisférico VISTA (Astronomy & Astrophysics vol. 548, A53).

2013

• Investigadores del IAC descubren la veloz "caída" de dos estrellas en sus agujeros negros. La observación de la binaria de rayos X XTE J1118+480 con el GTC/OSIRIS ha permitido confirmar el descubrimiento anterior de su rápido declive orbital. Se emplearon observaciones anteriores para revelar el declive orbital de otra binaria de rayos X, A0620-00. Estas dos binarias de rayos X, con agujeros negros de masas similares, tienen períodos orbitales cortos pero diferentes e índices de declive orbital rápidos pero diferentes, lo que indica una secuencia evolutiva dentro de la evolución de las binarias de rayos X con agujero negro.
• El estudio espectroscópico de casi 80 cúmulos estelares de una galaxia vecina, denominada M33, basado en espectros tomados con GTC y WHT, sugiere que algún mecanismo físico habría estado "calentando" cinemáticamente el disco de M33. Entre los mecanismos de calentamiento propuestos estarían incluidos interacciones con los brazos espirales en el disco, fusiones de mini-halos de materia oscura o de agujeros negros, o interacciones con la cercana galaxia de Andrómeda  (Beasley et al., en preparación).