Un equipo internacional, en el que participa personal investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha logrado desarrollar una técnica innovadora que utiliza las vibraciones internas de las estrellas, conocidas como ondas sísmicas estelares, para calcular con precisión su masa. Este enfoque, basado en la asterosismología, abre la puerta a estudiar miles de estrellas de forma más rápida y fiable y representa un gran avance en la comprensión del interior estelar.
Concretamente, se ha logrado “pesar” la estrella gigante roja perteneciente al sistema binario KIC 10001167 utilizando dos métodos completamente independientes, cuyos resultados coinciden con una gran precisión. Las dos técnicas son por un lado, el análisis de su movimiento orbital mediante la medición de variaciones de brillo y velocidad radial; y por otro, el estudio de sus oscilaciones internas mediante astrosismología.
El ciclo de vida de una estrella y su edad está directamente relacionado con su masa, ya que las estrellas masivas consumen su combustible muy rápido, viviendo menos tiempo que las estrellas menos masivas, las cuales tardan más en quemar su combustible. Así que lo que se obtiene de saber la masa es su edad.
El estudio ha sido publicado en la revista especializada Astronomy and Astrophysics, y está firmado, entre otros, por David Jones, investigador del IAC.
La vibraciones de las estrellas
Las estrellas, como si fueran instrumentos musicales cósmicos, vibran de manera natural. Esas vibraciones generan ondas sísmicas que viajan por su interior y que los telescopios pueden detectar como pequeñas variaciones de brillo o movimiento superficial. Analizar esas oscilaciones permite extraer información valiosa sobre sus propiedades internas.
Hasta ahora, medir la masa de una estrella era una tarea complicada. Se solía recurrir a sistemas binarios, midiendo cómo se mueven dos estrellas alrededor de su centro de masas, o a modelos de evolución estelar que necesitan datos sobre el brillo, la temperatura y la composición de la estrella. Con el nuevo enfoque, se simplifica el proceso y mejora la precisión de las estimaciones.
Las variaciones de brillo, tanto las producidas por el movimiento orbital como las generadas por vibraciones sísmicas de la estrella, fueron observadas gracias a los datos del satélite Kepler. Las variaciones de velocidad radial, por su parte, se registraron desde el Nordic Optical Telescope (NOT), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.
Distintas técnicas
"La mecánica orbital es una herramienta poderosa para medir masas estelares, ya que está muy bien descrita por la teoría clásica de la gravedad, con leyes establecidas ya en el siglo XVII por Johannes Kepler e Isaac Newton", explica David Jones.
"Por otro lado, la astrosismología nos revela la estructura interna de las estrellas, que podemos comparar con modelos evolutivos para derivar, entre otras cosas, la masa de la estrella en cuestión", añade Jeppe Sinkbæk Thomsen, estudiante de doctorado en la Università di Bologna y primer autor del estudio.
La coincidencia entre los resultados de ambas técnicas, con una diferencia inferior al 1,4%, ha permitido estimar la edad de la estrella con una precisión del 10%. Es la primera vez que una medición de masa estelar obtenida mediante astrosismología se verifica con otra determinación independiente, basada en la dinámica orbital, con suficiente precisión para confirmar su fiabilidad.