La hermana del Sol

Una de las frases que más me llamó la atención del Cosmos original de Carl Sagan (y que luego se repite en la nueva edición presentada por el astrofísico de Neil deGrasse Tyson, siendo uno de los hilos conductores de uno de los capítulos) es que las estrellas hermanas del Sol pueden estar en el otro lado de la Galaxia.
¿Cómo definimos los astrónomos que dos estrellas son "hermanas"? Dos estrellas "hermanas" son aquellas que han nacido de la misma nebulosa de gas y polvo y, por lo tanto, comparten (al menos al principio) la misma composición química. En este punto es importante recordar que las estrellas no nacen solas: dentro de una nebulosa pueden nacer cientos o miles o decenas de miles de nuevos astros a partir del gas. Cuando sucede el fenómeno de la formación estelar, el gas colapsa pero se fragmenta en entidades más pequeñas, cada una de ellas envolviendo a lo que será un nuevo sol. Nuestra estrella nació hace unos 4500 millones de años junto con otras muchas estrellas. Una vez consumido el gas de la nebulosa en formar estrellas lo que queda es un cúmulo abierto, como las Pléyades (el ejemplo que siempre ponemos y que aparece en ambos Cosmos). Poco a poco cada estrella se irá distanciando de sus hermanas, hasta que pasado cierto tiempo (centenares de millones de años) el cúmulo se disgrega y cada estrella recorre su camino de forma independiente.
La Nebulosa del Águila (M 16) es un precioso ejemplo de región de formación estelar, donde además del gas difuso aparece claramente el cúmulo de estrellas jóvenes que se está formando (NGC 6611, las estrellas que aparecen muy rojizas por efecto de los filtros usados en el centro de la nebulosa, pero arriba izquierda de los famosos pilares de gas y polvo). La imagen se obtuvo con el telescopio de 2.5m INT (Isaac Newton Telescope) en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma, España) usando la cámara WFC (Wide Field Camera). Esta cámara posee 4 CCDs independientes, de ahí los cortes verticales entre los 3 chips usados para conseguir la toma. Cada CCD recoge un campo de 11 minutos de arco (horizontal) por 22 minutos de arco (vertical); la imagen total cubre un tamaño de unos 33 minutos de arco en horizontal (un poco más que el tamaño del disco de la Luna sobre el cielo, que es de 30 minutos de arco) por 22 minutos de arco en vertical. La combinación de colores es la misma que en la imagen anterior: oxígeno dos veces ionizado, [O III] en azul, Hα en verde y azufre una vez ionizado, [S II] en rojo. Más información en la historia La Nebulosa del Águila en filtros estrechos (27 de febrero de 2008). Crédito de la imagen: Sergio Simón-Díaz, Ángel R. López-Sánchez, Miguel Urbaneja, y Alfred Rosenberg.
Pero precisamente la semana pasada se hacía público el hallazgo de una estrella hermana del Sol a sólo 110 años luz de distancia. El anuncio lo recogía una nota de prensa de la Universidad de Texas (EE.UU.), en donde se narraba que un equipo de astrónomos liderados por Iván Ramírez (Universidad de Texas en Austin, EE.UU.) había encontrado que la estrella HD 162826 poseía prácticamente la misma composición química que nuestro Sol.
HD 162826 se localiza en la constelación de Hércules y es un 15% más masiva que el Sol, aunque ya se sabía que tenía algunas características similares a nuestra estrella. Precisamente por eso fue escogida por el equipo investigador dentro de una muestra de 30 posibles candidatas a "hermanas" del Sol. 23 de estas estrellas se observaron con alta resolución espectral (esto es, descomponiendo la luz con mucho detalle) usando el telescopio Harlan J. Smith del McDonald Observatory (EE.UU.), mientras que las 7 restantes, sólo visibles desde el Hemisferio Sur, se observaron usando el Telescopio Clay Magellan en el Observatorio de Las Campanas (Chile). El objetivo era trazar con mucho detalle todos los elementos químicos que se observan en las atmósferas de estas estrellas y de ahí determinar la abundancia química de cada uno de ellos.
En la jerga astrofísica, la abundancia química, ya sea de estrellas o de nebulosas, nos informa de cuántos átomos (o iones) de cierto elemento existen con respecto al hidrógeno (a veces también se usa con respecto al hierro). Esta propiedad viene normalmente dada en escala logarítmica, y para colmo o está en una escala arbitraria -- 12+log(X/H), por ejemplo, siendo X el elemento químico a considerar--, o se expresa con respecto a la abundancia solar -- [X/H] = log(X/H) - log (X_solar/H_solar)--. Con esto no quiero asustar a nadie. Un ejemplo lo ilustra mejor: supongamos que una nebulosa tiene abundancia de oxígeno de 12+log(O/H) = 8.0. Esto quiere decir que la abundancia de oxígeno es 10^(8-12) = 0.0001. O dicho de otra forma: por cada átomo de oxígeno existen 10000 átomos de hidrógeno. En estrellas, como digo, la notación es algo distinta pero la idea es la misma: cuantificar la proporción entre el elemento químico a estudiar con respecto a un elemento químico de referencia (hidrógeno o hierro).
Pues bien, Ramírez y colaboradores encontraron que la composición química de HD 162826, que incluía análisis de la abundancia química de hierro, oxígeno, silicio, calcio, estroncio, titanio, cromo, manganeso, cobalto, níquel, sodio, aluminio, vario, itrio y bario, es, dentro de los errores, calcada a la del Sol. Curiosamente, ha sido el estudio detallado de los elementos más raros, como el itrio o el bario, el que ha dado la pista final al hallazgo. Sin embargo, para argumentar que, efectivamente, HD 162826 es hermana del Sol también se ha analizado su dinámica, esto es, cómo se mueve dentro de la Vía Láctea. Los investigadores encontraron que su movimiento es perfectamente compatible al esperado por una estrella que hubiese nacido en la misma nube que el Sol.
En realidad, la estrella HD 162826 es fácil de encontrar en el firmamento, particularmente en la primavera septentrional, dado que se encuentra en la constelación de Hércules. La magnitud aparente de HD 162826 es de 6.5, lo que la coloca justo en el límite de poder hacerlo a simple vista. Pero es fácil de localizarla con prismáticos siempre y cuando se tenga un mapa más o menos detallado. El único mapa que he encontrado en internet sobre la localización de HD 162826 es el de la nota de prensa, que no veo particularmente útil para esto. Así que aquí va uno con un poco más de detalle (y en blanco y negro) realizado con Stellarium:

Mapa detallado para la identificación de la estrella "hermana del Sol", HD 162826, en la constelación de Hércules. El panel superior muestra la visión a simple vista, con las constelaciones de la Lira, Hércules y Draco, mientras que el panel inferior muestra la visión con unos prismáticos (campo aparente de 8 grados). Ambos mapas se han confeccionado usando Stellarium. Crédito: Á.R.L-S..
Curiosamente, HD 162826 lleva estudiándose desde hace más de 15 años como buena estrella candidata para albergar planetas. De hecho, buena parte de esta investigación también se ha realizado desde el McDonald Observatory. Por el momento, y gracias a la colaboración de los astrofísicos Michael Endl y William Cochran (ambos en la Universidad de Texas) y Rob Wittenmyer (Universidad de Nueva Gales del Sur, Sydney, a quien por cierto le di soporte en el Telescopio Anglo-Australiano el otro día), se ha podido descartar que existan "júpiteres calientes" en ella, esto es, planetas del tamaño de Júpiter pero muy cerca de la estrella. Sin embargo aún no se ha podido confirmar o detectar la presencia de planetas de tipo terrestre, por lo que esa investigación sigue abierta.
Un interesante cálculo que Ramírez y colaboradores realizan en su artículo científico es la estimación de cuántas hermanas del Sol existen en la Galaxia. Si HD 162826 es la única estrella de su clase (masa entre el 10% y el 20% la del Sol), existirían unas 400 estrellas hermanas del Sol. Este número es bajo, dado que un cúmulo estelar típico posee entre 1000 y 10000 estrellas, por lo que debería existir hermanas del Sol con las características de HD 162826. Además, este cálculo indicaría que debeían existir centenares de estrellas enanas hermanas del Sol en un radio de 327 años luz. Para encontrar y clasificar correctamente estas estrellas enanas hacen falta datos aún más profundos, usando información del satélite Gaia y la confirmación química de instrumentos como el nuevo espectrógrafo HERMES que se ha instalado en el Telescopio Anglo-Australiano (donde yo trabajo). Esto lo dejo ya para otro día.