Un nuevo método para estudiar sistemas binarios

Lo que parecía en un principio una especie de planeta “al revés” , ha revelado, en cambio, un nuevo método para el estudio de los sistemas de estrellas binarias, descubierto por un estudiante astrónomo de la Universidad de Washington.

Trabajando con el astrónomo Eric Agol,el  estudiante de doctorado Ethan Kruse ha confirmado el primer sistema de a estrella de “auto-rodaje” binario -uno en el que la masa de la estrella más cercana se puede medir por la fuerza con que se amplía la luz de su estrella compañera más distante. Aunque nuestro Sol se encuentra solo, alrededor del 40 por ciento de las estrellas similares están en sistemas binarios (dos estrellas) o sistemas de múltiples estrellas, en órbita alrededor de sus compañeros en una danza gravitacional.

El descubrimiento de Kruse confirma la predicción de un astrónomo en 1973, basado en los modelos de evolución estelar de la época, de que un sistema de este tipo debería ser posible. Un artículo de Kruse y Agol fue publicado en Science.

Al igual que muchos descubrimientos interesantes, éste sucedió en gran parte por accidente.

Los astrónomos detectan planetas demasiado lejos para su observación directa debido al oscurecimiento de la luz cuando un mundo pasa por delante de su estrella anfitriona (tránsito). Kruse estaba buscando tránsitos que otros podrían haber pasado por alto en los datos del telescopio espacial Kepler cuando vio algo en el sistema binario de estrellas KOI-3278 que no tenía sentido.

“Encontré lo que esencialmente parecía un planeta al revés”, dijo Kruse. “Lo que se espera normalmente es una caída en el brillo, pero lo que se veía en este sistema era básicamente todo lo contrario; un anti-tránsito.”

Las dos estrellas de KOI-3278, a cerca de 2.600 años luz de distancia, en la constelación de Lyra, se turnan para estar más cerca a la Tierra a medida que orbitan entre sí cada 88,18 días. Están a cerca de 43 millones kilómetros de distancia, más o menos la distancia que el planeta Mercurio está del sol. La enana blanca, una estrella fría que se cree está en la etapa final de la vida, tiene el tamaño de la Tierra, pero es 200.000 veces más masiva.

Ese aumento de la luz, en lugar de una inmersión, era la reflexión de la enana blanca, magnificando la luz de su vecina más distante a través de lentes gravitacionales, como una lupa.

“La idea básica es bastante simple”, dide Agol. “La gravedad curva el espacio y el tiempo y la luz que viaja hacia nosotros se dobla, cambia de dirección. Por lo tanto, cualquier objeto gravitacional -cualquier cosa con masa- actúa como una lupa “, aunque sea muy débil. “Se necesitan grandes distancias para que sea eficaz.”

“Lo bueno, en este caso, es que el efecto de lente es tan fuerte, que podemos ser capaces de usarlo para medir la masa de la estrella enana blanca más cercana. porY en vez de conseguir un oscurecimiento, logramos  un brillo por la ampliación de la gravedad “.

Este resultado mejora la investigación del año 2013 del Instituto de Tecnología de California, que detectó un efecto de auto-rodaje similar, con un menor brillo de la luz, debido a que las dos estrellas que se estaban estudiando estaban mucho más cerca.

“El efecto de este sistema es mucho más fuerte”, dijo Agol. “Cuanto mayor sea la distancia, mayor se el efecto.”

La lente gravitatoria es una herramienta común en astronomía. Se ha utilizado para detectar planetas alrededor de estrellas distantes dentro de la galaxia de la Vía Láctea, y fue uno de los primeros métodos utilizados para confirmar la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. Las lentes así dentro de la galaxia Vía Láctea, como la presente, se llaman micro-lentes.

Pero hasta ahora, el proceso sólo se había utilizado en casos de una estrella cercana y otra distante, no a un sistema binario en que dos estrellas se acercan para alejarse después.

“La posibilidad es muy rara. A medida que dos estrellas pasan por una galaxia por la que nunca van a volver de nuevo, por lo que el efecto de microlente se verá una vez y nunca se repetirá. En este caso, sin embargo, debido a que las estrellas orbitan entre sí, que se repite cada 88 días “, señala Argol.

Las enanas blancas son importantes para la astronomía, y se utilizan como indicadores de la edad de la galaxia. Básicamente se trata de rescoldos de estrellas quemadas, las enanas blancas se enfrían a una tasa específica en el tiempo. Con esta lente, los astrónomos pueden aprender con mucha mayor precisión cuál es su masa y temperatura, y observaciones de seguimiento pueden señalar su tamaño.

Al ampliar su comprensión de las enanas blancas, los astrónomos dan un paso más cerca de conocer la edad de la galaxia.

“Este es un logro muy significativo para un estudiante de postgrado“, dice Agol.

Los dos han buscado tiempo de uso del telescopio espacial Hubble para estudiar KOI-3278 con más detalle, y para ver si hay otros sistemas estelares similares a la espera de ser descubiertos en los datos de Kepler.

“Si todo el mundo ha pasado por alto éste, podría haber muchos”, dijo Kruse.

La investigación fue financiada por subvenciones de la Fundación Nacional para la Ciencia (# 0645416 AST) y la NASA (# 12-OSS12-0011).

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