Crédito de imagen: ESO
Utilizando el Very Large Telescope de ESO en Paranal y un conjunto de telescopios terrestres y espaciales en un estudio de cuatro años, un equipo internacional de astrónomos ha medido por primera vez la masa de una estrella ultra fría y su enana marrón compañera . Las dos estrellas forman un sistema binario y se orbitan entre sí en unos 10 años.
El equipo obtuvo imágenes de infrarrojo cercano de alta resolución; sobre el terreno, derrotaron el efecto borroso de la atmósfera terrestre mediante técnicas de óptica adaptativa. Al determinar con precisión la órbita proyectada en el cielo, los astrónomos pudieron medir la masa total de las estrellas. Los datos adicionales y la comparación con modelos estelares producen la masa de cada uno de los componentes.
La más pesada de las dos estrellas tiene una masa de alrededor del 8,5% de la masa del Sol y su compañera enana marrón es aún más ligera, solo el 6% de la masa solar. Ambos objetos son relativamente jóvenes con una edad de aproximadamente 500-1,000 millones de años.
Estas observaciones representan un paso decisivo hacia la calibración aún faltante de modelos de evolución estelar para estrellas de muy baja masa.
Número de teléfono estrella
Aunque los astrónomos han encontrado varios cientos de estrellas de muy baja masa y enanas marrones, las propiedades fundamentales de estos objetos extremos, como las masas y las temperaturas de la superficie, aún no se conocen bien. Dentro del zoológico cósmico, estas estrellas ultrafrías representan una clase de objetos "intermedios" entre planetas gigantes, como Júpiter, y estrellas "normales" menos masivas que nuestro Sol, por lo que comprenderlas bien es crucial para el campo de la astrofísica estelar. .
El problema con estas estrellas ultra frías es que, al contrario de las estrellas normales que queman hidrógeno en su núcleo central, no existe una relación única entre la luminosidad de la estrella y su masa. De hecho, la luminosidad y la temperatura de la superficie de las estrellas enanas ultrafrías dependen tanto de su edad como de su masa. Por lo tanto, un enano ultrafrio más viejo y algo masivo puede tener exactamente la misma temperatura que uno más joven y menos masivo.
Por lo tanto, un objetivo básico de la astrofísica moderna es obtener independientemente las masas de una estrella enana ultrafría. En principio, esto es posible al estudiar los objetos que son miembros de un sistema binario.
Esto es precisamente lo que ha hecho un equipo internacional de astrónomos en un estudio de cuatro años de duración de un sistema estelar binario con una estrella enana ultrafría, utilizando una gran cantidad de instalaciones telescópicas superiores, incluido el Very Large Telescope de ESO, así como Keck Yo y Gemini North en Hawai y también el telescopio espacial Hubble. Este sistema, con el nombre del número de teléfono de 2MASSW J0746425 + 2000321, se encuentra a una distancia de 40 años luz.
Los astrónomos utilizaron imágenes de alta resolución angular para ver ambas estrellas en el sistema binario y medir su movimiento durante un período de cuatro años. Sin embargo, esto es más fácil decirlo que hacerlo, ya que la separación en el cielo entre las dos estrellas es bastante pequeña: entre 0.13 y 0.22 segundos de arco. Esto corresponde al tamaño de una moneda de 1 euro, visto a una distancia de aproximadamente 25 km.
Esta separación es tan pequeña que normalmente no es posible diferenciar las dos estrellas debido al efecto borroso de la turbulencia atmosférica (el "ver"). Por lo tanto, es necesario utilizar la técnica de la óptica adaptativa. Este maravilloso método se basa en la medición de la calidad de la imagen en tiempo real y el envío de señales correctivas correspondientes hasta 100 veces por segundo a un pequeño espejo deformable, ubicado frente al detector. A medida que el espejo modifica continuamente su forma, el efecto perturbador de la turbulencia se neutraliza. Aplicada en el VLT, esta técnica ha dado como resultado imágenes que son al menos diez veces más nítidas que el "ver" y que, por lo tanto, muestran muchos más detalles en los objetos observados.
En el Very Large Telescope, los astrónomos utilizaron el instrumento NACO de óptica adaptativa de última generación. Dice Herv? Bouy, autor principal del artículo que presenta los resultados descritos aquí: “NACO ofrece la posibilidad de trabajar en el infrarrojo y, por lo tanto, es ideal para el estudio de estrellas ultra frías, que emiten la mayor parte de su luz en este rango de longitud de onda. Con la combinación de la alta eficiencia de NACO y el VLT, y las excelentes condiciones atmosféricas que prevalecen en Paranal, pudimos lograr imágenes muy nítidas de este sistema estelar binario, casi tan bueno como si el telescopio estuviera ubicado en el espacio ".
Ultrafrío y en dieta
Durante su estudio de cuatro años, se midieron siete posiciones relativas diferentes de los dos componentes del sistema binario y Herv? Bouy y sus compañeros de trabajo pudieron determinar con buena precisión las órbitas estelares. Encuentran que las dos estrellas giran una alrededor de la otra una vez cada 10 años y que su separación física es solo 2.5 veces la distancia de la Tierra al Sol, como dicen los astrónomos, 2.5 Unidades Astronómicas. Usando las leyes de Kepler, es fácil deducir la masa total del sistema. El valor obtenido es inferior al 15% de la masa del sol.
Luego, los astrónomos utilizaron los datos fotométricos de cada estrella obtenidos en varias bandas de ondas, así como los espectros obtenidos con el telescopio espacial Hubble para estudiar los dos objetos con más detalle. Utilizando los últimos modelos estelares del grupo de la Ecole Normale Supérieure de Lyon, descubrieron que ambas estrellas tienen aproximadamente la misma temperatura superficial, alrededor de 1500 ° C (1800 K). Para una estrella, esto es realmente genial: en comparación, la temperatura de la superficie del Sol es más de tres veces mayor.
Utilizando modelos teóricos, el equipo también descubrió que las dos estrellas son bastante jóvenes (en términos astrofísicos): su edad es entre 500 y 1,000 millones de años solamente. El más masivo de los dos tiene una masa entre el 7,5 y el 9,5% de la masa del Sol, mientras que su compañero tiene una masa entre el 5 y el 7% de la masa solar.
Los objetos que pesan menos del 7% de nuestro Sol han sido llamados "enanas marrones", "estrellas fallidas" o "super planetas". De hecho, dado que no tienen una generación de energía sostenida por reacciones nucleares térmicas en su interior, muchas de sus propiedades son más similares a las de los planetas gaseosos gigantes en nuestro propio sistema solar como Júpiter, que a las estrellas como el Sol.
El sistema 2MASSW J0746425 + 2000321 aparentemente está formado por una enana marrón que orbita una estrella enana ultra fría un poco más masiva. Es una verdadera "piedra de Rosetta" en el nuevo campo de la astrofísica estelar de baja masa y los estudios posteriores seguramente proporcionarán información más valiosa sobre estos objetos en la zona de transición entre las estrellas y los planetas.
Fuente original: Comunicado de prensa de ESO
