Telescopio espacial Kepler de la NASA, ha sido testigo de los efectos de una estrella muerta doblar la luz de su estrella compañera. Los resultados se encuentran entre las primeras detecciones de este fenómeno - como resultado de la teoría general de la relatividad de Einstein - en sistemas binarios o sistemas dobles de estrellas.
La estrella muerta, llamada enana blanca, es el núcleo quemado de lo que solía ser una estrella como nuestro sol. Está encerrado en una danza orbital con su pareja, una pequeña estrella "enana roja". Mientras que la pequeña enana blanca es físicamente más pequeña que la enana roja, es más masiva.
"Esta enana blanca es aproximadamente del tamaño de la Tierra, pero tiene la masa del Sol", dijo Phil Muirhead del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, autor de las conclusiones que se publicaron el 20 de abril en la revista Astrophysical Journal. "Es tan fuerte que la enana roja, aunque más grande en tamaño físico, está dando vueltas alrededor de la enana blanca".
Trabajo principal de Kepler es explorar las estrellas en busca de planetas en órbita. Cuando los planetas pasan, bloquean la luz estelar en cantidades minúsculas, que los sensibles detectores del Kepler pueden ver.
| La animación de este artista representa un ultra-densa estrella muerta, llamada enana blanco pasando por delante de una pequeña estrella roja. A medida que la enana blanca cruza por delante, su gravedad es tan grande que se dobla y amplifica la luz de la estrella roja. De búsqueda de planetas telescopio espacial Kepler de la NASA fue capaz de detectar este efecto, llamado lente gravitacional, no a través de imágenes directas, sino midiendo un chapuzón extrañamente sutiles en el brillo de la estrella. La estrella enana roja es más fresco y más rojo que el sol amarillo. Su compañera es una enana blanca, el núcleo quemado de una estrella que solía ser como nuestro sol. A pesar de la enana blanca es aproximadamente el mismo diámetro que la Tierra, 40 veces más pequeño que la enana roja, que es ligeramente más masivo. Los dos objetos círculo alrededor de la otra, sino porque la enana roja es un poco menos masiva, técnicamente orbita la enana blanca. |
"La técnica es equivalente a la detección de una pulga en una bombilla de 3.000 millas de distancia, aproximadamente la distancia desde Los Angeles a Nueva York", dijo Avi Shporer, co-autor del estudio, también de Caltech.
Muirhead y sus colegas utilizan regularmente los datos de Kepler públicas para buscar y confirmar planetas alrededor de estrellas más pequeñas, las enanas rojas, también conocidas como enanas M. Estas estrellas son más frías y más al rojo que el sol amarillo. Cuando el equipo analizó por primera vez en los datos de Kepler de un objeto llamado KOI-256, pensaron que estaban viendo un enorme planeta gaseoso gigante eclipsando la enana roja.
"Vimos lo que parecía ser enormes caídas en la luz de la estrella, y sospechamos que era de un planeta gigante, más o menos del tamaño de Júpiter, pasando por delante", dijo Muirhead.
| Enanas Blancas: Pequeño y fuerte. Esta tabla muestra los datos de telescopio espacial Kepler de la NASA, que busca planetas de vigilancia de los cambios en el brillo de las estrellas. Como los planetas orbitan en frente de una estrella, que bloquean la luz estelar, provocando caídas periódicas. La trama de la izquierda muestra los datos recogidos por Kepler de una estrella llamada KOI-256, que es una pequeña enana roja. Al principio, los astrónomos pensaron que la caída en la luz estelar se debió a un gran planeta pasa por delante de la estrella. Sin embargo, ciertos indicios, tales como la nitidez de la caída, indicaron que era en realidad una enana blanca - los densos y pesados restos de una estrella que alguna vez fue como nuestro sol. De hecho, en los datos que se muestran a la izquierda, la enana blanca está pasando detrás de la enana roja, un evento conocido como eclipse secundario. El cambio en el brillo es el resultado de la luz total de la caída del sistema. La trama de la derecha muestra lo que sucede cuando la enana blanca pasa por delante de, o tránsitos, la estrella. La caída en el brillo es muy sutil porque la enana blanca, mientras que poco más de la mitad de la masa de nuestro Sol, es sólo el tamaño de la Tierra, mucho más pequeña que la estrella enana roja. La línea azul muestra lo que se esperaría dado el tamaño de la enana blanca. La línea roja muestra lo que se observó en realidad: la masa de la enana blanca es tan grande, que su gravedad dobla y amplifica la luz de la estrella roja. Porque la luz de la estrella se magnificó, la enana blanca tránsito bloqueado una fracción aún más pequeña de la luz estelar total que tendría sin la distorsión. Este efecto, llamado lente gravitacional, permitió a los investigadores medir con precisión la masa de la enana blanca. |
Para obtener más información sobre el sistema de estrellas, Muirhead y sus colegas recurrieron al telescopio Hale del Observatorio Palomar cerca de San Diego. Usando una técnica llamada velocidad radial, descubrieron que la enana roja se tambalea alrededor como una peonza. La oscilación era demasiado grande para ser causado por el tirón de un planeta. Es entonces cuando ellos sabían que estaban buscando a una enana blanca masiva pasando por detrás de la enana roja, en lugar de un gigante de gas que pasa por delante.
El equipo también incorpora mediciones ultravioletas KOI-256 adoptadas por el Galaxy Evolution Explorer (GALEX), un telescopio espacial de la NASA ahora operado por el Instituto de Tecnología de California en Pasadena. Las observaciones GALEX, lideradas por la Universidad de Cornell, Ithaca, NY, forman parte de un programa permanente para medir la actividad ultravioleta en todas las estrellas de Kepler campo de visión, un indicador de la potencial habitabilidad de planetas en los sistemas. Estos datos revelan la enana roja es muy activa, de acuerdo con la "excitación" de la órbita de la enana blanca más masiva.
Los astrónomos volvieron a los datos de Kepler y se sorprendieron por lo que vieron. Cuando la enana blanca pasaba por delante de su estrella, su gravedad causó que la luz de las estrellas duplique su intensidad y se aclare por los efectos mensurables.
"Sólo Kepler podría detectar este diminuto efecto pequeño", dijo Doug Hudgins, científico del programa Kepler de la NASA, Washington. "Pero con esta detección, estamos siendo testigos de la teoría general de la relatividad de Einstein en el juego en un sistema de la estrella lejana."
Una de las consecuencias de la teoría general de la relatividad de Einstein es que la gravedad curva la luz. Los astrónomos observan regularmente este fenómeno, a menudo llamado lente gravitacional, en nuestra galaxia y más allá. Por ejemplo, la luz de una galaxia distante se puede doblar y magnificada por la materia frente a ella. Esto revela nueva información sobre la materia oscura y la energía oscura, dos ingredientes misteriosos de nuestro universo.
La lente gravitatoria también se ha utilizado para descubrir nuevos planetas y la búsqueda de planetas que flotan libremente.
En el nuevo estudio de Kepler, los científicos utilizaron la lente gravitacional para determinar la masa de la enana blanca. Al combinar esta información con todos los datos que han adquirido, los científicos también fueron capaces de medir con precisión la masa de la enana roja y los tamaños físicos de ambas estrellas. Los datos de Kepler y la teoría de la relatividad de Einstein juntos han llevado a una mejor comprensión de cómo evolucionan las estrellas binarias.
Referencia: NASA
