En astronomía , una envoltura común ( CE ) es un gas que contiene un sistema estelar binario . [1] El gas no gira al mismo ritmo que el sistema binario integrado. Se dice que un sistema con tal configuración se encuentra en una fase de envolvente común o en evolución de envolvente común.
Durante una fase de envoltura común, el sistema binario integrado está sujeto a fuerzas de arrastre de la envoltura que hacen que disminuya la separación de las dos estrellas. La fase termina cuando la envoltura es expulsada para dejar el sistema binario con una separación orbital mucho menor, o cuando las dos estrellas se acercan lo suficiente como para fusionarse y formar una sola estrella. Una fase de envoltura común es de corta duración en relación con la vida útil de las estrellas involucradas.
La evolución a través de una fase de envoltura común con expulsión de la envoltura puede conducir a la formación de un sistema binario compuesto por un objeto compacto con un compañero cercano. Las variables cataclísmicas , las binarias de rayos X y los sistemas de enanas blancas dobles cercanas o estrellas de neutrones son ejemplos de sistemas de este tipo que pueden explicarse por haber experimentado una evolución de envoltura común. En todos estos ejemplos hay un remanente compacto (una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro) que debió ser el núcleo de una estrella mucho mayor que la separación orbital actual. Si estos sistemas han experimentado una evolución de envoltura común, entonces se explica su estrecha separación actual. Los sistemas de período corto que contienen objetos compactos son fuentes de ondas gravitacionales y supernovas de tipo Ia .
Las predicciones sobre el resultado de la evolución de la envoltura común son inciertas. [2] [3] [4]
Un sobre común a veces se confunde con un binario de contacto . En un sistema binario de envolvente común, la envolvente generalmente no gira al mismo ritmo que el sistema binario integrado; por tanto, no está limitado por la superficie equipotencial que pasa por el punto lagrangiano L 2 . [1] En un sistema binario de contacto, la envolvente compartida gira con el sistema binario y llena una superficie equipotencial. [5]
Una envoltura común se forma en un sistema estelar binario cuando la separación orbital disminuye rápidamente o una de las estrellas se expande rápidamente. [2] La estrella donante comenzará la transferencia de masa cuando sobrellene su lóbulo de Roche y como consecuencia la órbita se encogerá aún más provocando que desborde aún más el lóbulo de Roche, lo que acelera la transferencia de masa, provocando que la órbita se contraiga aún más rápido y la donante para expandirse más. Esto conduce al proceso descontrolado de transferencia de masa dinámicamente inestable. En algunos casos, la estrella receptora no puede aceptar todo el material, lo que conduce a la formación de una envoltura común que envuelve a la estrella compañera. [7]
El núcleo del donante no participa en la expansión de la envoltura estelar ni en la formación de la envoltura común, y la envoltura común contendrá dos objetos: el núcleo del donante original y la estrella compañera. Estos dos objetos (inicialmente) continúan su movimiento orbital dentro de la envoltura común. Sin embargo, se cree que debido a las fuerzas de arrastre dentro de la envoltura gaseosa, los dos objetos pierden energía, lo que los acerca a una órbita más cercana y, de hecho, aumenta sus velocidades orbitales. Se supone que la pérdida de energía orbital calienta y expande la envoltura, y toda la fase de envoltura común termina cuando la envoltura es expulsada al espacio o los dos objetos dentro de la envoltura se fusionan y no hay más energía disponible para expandirse o incluso expandirse. expulsar el sobre. [7] Esta fase de reducción de la órbita dentro de la envoltura común se conoce como espiral hacia adentro .
Los eventos de envolvente común (CEE) son difíciles de observar. Su existencia se ha inferido principalmente de forma indirecta de la presencia en la Galaxia de sistemas binarios que no pueden explicarse por ningún otro mecanismo. Desde el punto de vista de la observación, las CEE deberían ser más brillantes que las novas típicas , pero más débiles que las supernovas típicas . La fotosfera de la envoltura común debería estar relativamente fría (a unos 5.000 K) y emitir un espectro rojo. Sin embargo, su gran tamaño debería dar lugar a una gran luminosidad, del orden de la de una supergigante roja . Un evento de envoltura común debería comenzar con un fuerte aumento de la luminosidad seguido de una meseta de luminosidad constante durante unos meses (muy parecida a la de la supernova de tipo II-P ) impulsada por la recombinación de hidrógeno en la envoltura. Después de esto, la luminosidad debería disminuir rápidamente. [7]
En el pasado se han observado varios eventos que se parecen a la descripción anterior. Estos eventos se denominan novas rojas luminosas (LRNe). Son un subconjunto de una clase más amplia de eventos llamados transitorios rojos de luminosidad intermedia (ILRT). Tienen velocidades de expansión relativamente lentas de 200 a 1000 km/s y las energías radiadas totales son de 10 38 a 10 40 J. [7]
Los posibles CEE que se han observado hasta ahora incluyen: