Epsilon Aurigae: un gran paso para resolver un misterio estelar

Desde hace casi dos siglos, el ser humano ha alzado su mirada hacia una estrella llamada Epsilon Aurigae, y ha comprobado con sus propios ojos como parecía desaparecer en la noche, desvaneciéndose lentamente para volver a la vida después. Hoy día, mientras el sistema se oscurece de nuevo, los misterios sobre la estrella persisten. Aunque los astrónomos saben que Epsilon Aurigae es eclipsada por un acompañante oscuro cada 27 años, la naturaleza de ambos, objeto y estrella, sigue sin tenerse clara.

Ahora, nuevas observaciones del telescopio espacial Spitzer, en combinación con previos datos de infrarrojo, ultravioleta y espectro visible, apuntan hacia una de las dos teorías plausibles, y a una probable solución a este antiguo misterio. Una de las teorías sustenta que la brillante estrella es una supergigante masiva, periódicamente eclipsada por dos estrellas muy unidas dentro de un remolino de polvo. La segunda teoría sugiere que la estrella es, de hecho, una estrella moribunda con mucha menos masa, periódicamente eclipsada por solamente una estrella dentro de un disco. Los datos del Spitzer concuerdan con esta segunda opción.

“Realmente hemos desplazado la balanza hacia una de las teorías”, comentó Donald Hoard del Spitzer Science Center en el Institute of Technology en Pasadena, California. “Ahora podemos estar ocupados elaborando todos los detalles.” Hoard presentó los resultados en la reunión de la American Astronomical Society en Washington.

Representación artística del sistema Epsilon Aurigae
Representación artística del sistema

Epsilon Aurigae puede ser vista a simple vista en el hemisferio norte, incluso en algunas áreas urbanas. El pasado agosto empezó su periodo de dos años de ocultación, un evento que ocurre puntualmente cada 27.1 años y acaba con la estrella desvaneciéndose hasta la mitad de su brillo. Astrónomos profesionales y amateurs lo observan en todo el planeta, y el Año Internacional de la Astronomía (2009) marcó este eclipse como el evento buque insignia de la “ciencia ciudadana”.

Los astrónomos estudian estos eventos para aprender más sobre la evolución de las estrellas. Cuando una estrella pasa enfrente de otra se puede recoger información adicional sobre la naturaleza de las mismas. En el caso de Epsilon Aurigae, lo que podría haber sido un cálculo simple, ha dejado en su lugar a los astrónomos pensativos y perplejos. Ciertos aspectos del evento, por ejemplo la duración del eclispe, y la presencia de “meneos” en el brillo del sistema durante el eclispe, no cuadran bien en los modelos. Las teorías se han propuesto para explicar qué está pasando, algunas bien elaboradas, pero ninguna que encaje perfectamente.

Lo más desconcertante es la naturaleza de la estrella (la que se oscurece y vuelve a brillar). Sus características espectrales indican que es una estrella monstruosa, llamada supergigante F, con 20 veces la masa y casi 300 veces el diámetro de nuestro sol. Pero, para que esta teoría fuese correcta, los astrónomos tenían que llegar a escenarios elaborados para dar sentido a las observaciones del eclipse. Comentaron que la estrella eclipsante podría ser realmente dos estrellas (llamadas estrellas B) rodeadas por un disco de escombros polvorientos. E incluso algunos escenarios serían más exóticos, con agujeros negros y planetas masivos.

La otra teoría propone que la estrella brillante sería realmente menos masiva, pero estaría moribunda. Pero este modelo tiene sus incógnitas también. No hay una solución simple.

Hoard se interesó en el problema desde un punto de vista tecnológico. Quería ver si Spitzer, cuyos delicados instrumentos infrarrojos son demasiado sensibles para observar la luz de las estrellas directamente, podría ser capaz de hacerlo usando un truco más astuto. “Apuntamos hacia la estrella con la esquina de 4 píxeles, en lugar de directamente con uno, para efectivamente reducir su sensibilidad.” Es más, la observación utilizada fue de una centésima de segundo, lo más rápido que el Spitzer puede obtener imágenes.

Spitzer
Spitzer

La información resultante, en combinación con observaciones pasadas, representa el conjunto de datos de infrarrojo más completo de la estrella hasta la fecha. Ello confirma la presencia del disco de la estrella acompañante, sin lugar a dudas, y establece los tamaños de las partículas como relativamente grandes, como gravilla, y no como fino polvo.

Pero Hoard y sus compañeros estaban más entusiasmados con el hecho de definir el radio del disco a aproximadamente cuatro veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Esto permitió al equipo crear un modelo multi-longitud de onda que explicara todas las características del sistema. Si asumían que la estrella F era realmente mucho menos masiva, una estrella muriéndose, y asumían también que el objeto eclipsador era una sola estrella B en el disco de polvo, todo cuadraría.

“Era impresionante cómo todo encajaba tan bien,” comentaba Steve Howell del National Optical Astronomy Observatory en Tucson, Arizona. “Todas las características de este sistema están relacionadas entre si, así que si juegas con alguna, tienes que cambiar otra. Ha sido muy difícil que todo cuadre a la perfección hasta ahora.”

De acuerdo con los astrónomos, aún hay muchos detalles que esclarecer. Las observaciones en curso del eclipse deberían proveer las pistas finales necesitadas para desvelar este misterio del cielo nocturno.

Vía: JPL

Kepler descubrió sus primeros 5 exoplanetas

El telescopio espacial Kepler, diseñado para encontrar planetas como la Tierra en zonas habitables de estrellas como nuestro Sol, ha descubierto cinco nuevos exoplanetas, o planetas más allá de nuestro sistema solar.

La alta sensibilidad a pequeños y grandes planetas de Kepler permitió el descubrimiento de los exoplanetas, llamados Kepler 4b, 5b, 6b, 7b y 8b (no se esmeran mucho con los nombres, ciertamente). Los descubrimientos fueron anunciados el 4 de enero por los miembros del equipo científico del Kepler, durante una conferencia de prensa en la reunión de la American Astronomical Society en Washington D.C.

Exoplaneta
Un Júpiter extrasolar próximo a su estrella. Boceto. NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

“Estas observaciones nos ayudan a entender cómo se forman los sistemas planetarios y cómo evolucionan desde el gas y los discos de polvo que dan lugar a las estrellas y sus planetas,” dijo William Borucki, del Centro de Investicación Ames de la NASA en Moffet Field, California. Borucki es el director científico de la misión. “Los descubrimientos también muestran que nuestro instrumento científico está funcionando bien. Todo parece decir que Kepler conseguirá todas sus metas.”

Conocidos como “Júpiters calientes” por sus grandes masas y temperaturas extremas, el rango en tamaño de los nuevos exoplanetas van desde uno similar a Neptuno a otro más grande que Júpiter. Tienen órbitas de entre 3.3 a 4.9 días. Las temperaturas estimadas de los planetas van desde los 2,200 a los 3,000 grados Fahrenheit (1204,4 ºC a 1648,9 ºC), más calientes que la lava fundida y desde luego demasiado calientes para la vida tal como la conocemos. Todos estos exoplanetas orbitan estrellas más grandes y calientes que nuestro Sol.

“Es gratificante ver los primeros descubrimientos de Kepler,” dijo Jon Morse, director de la división de Astrofísica en la base de la NASA en Washington. “Esperábamos que los primeros planetas que Kepler pudiera detectar fueran del tamaño de Júpiter con órbitas cortas. Es cuestión de tiempo que lleguemos a pequeños planetas con órbitas más largas, acercándonos cada vez más a un planeta análogo a la Tierra.”

Región de la Vía Láctea objetivo de Kepler
Región de la Vía Láctea objetivo de Kepler. Jon Lomberg ©

Lanzado el 6 de Marzo de 2009, desde Cabo Cañaveral en Florida, la misión Kepler observa continua y simultáneamente más de 150,000 estrellas. El instrumento científico de Kepler, o fotómetro, ha medido ya cientos de posibles rastros de planetas que están siendo analizados.

Mientras que muchos de esos rastros pueden ser otra cosa diferente a un planeta, como pequeñas estrellas orbitando otras más grandes, los observatorios en tierra firme confirmaron la existencia de estos cinco exoplanetas. Los descubrimientos están basados en aproximadamente seis semanas de recogida de datos desde que empezaron las operaciones allá por el 12 de mayo de 2009.

Kepler busca los rastros de los planetas midiendo las variaciones de brillo en las estrellas. Cuando los planetas pasan enfrente o transitan sus estrellas, periódicamente tapan su luz. El tamaño del planeta puede obtenerse por el tamaño de la variación. La temperatura puede ser estimada por las características de la estrella que orbitan y el periodo orbital del planeta.

Kepler continuará haciendo operaciones hasta por lo menos noviembre de 2012. Buscará planetas tan pequeños como la Tierra, incluyendo esos que orbitan estrellas en una cálida zona habitable donde el agua líquida puede existir en la superficie del planeta. Como el tránsito de planetas en la zona habitable de estrellas como el Sol ocurre sobre una vez al año y requiere tres tránsitos para la verificación, se espera que se tarde al menos tres años en localizar y verificar un planeta parecido a la Tierra.

Según Borucki, la continua y larga búsqueda de Kepler debería mejorar en gran medida la capacidad de los científicos de determinar la distribución tamaño/periodo orbital de los planetas en el futuro. “Los descubrimientos de hoy son una contribución significativa para esta meta,” comentó Borucki. “Las observaciones de Kepler nos contarán si hay tantas estrellas con planetas que podrían albergar vida, o si bien podríamos estar solos en nuestra galaxia.”

Fuente: NASA