Descubren un nuevo método para estimar distancias a las estrellas que utiliza un raro tipo de cefeida variable. |
Los astrónomos han descubierto una forma de medir las distancias a objetos que se encuentran tres veces más lejos en el espacio de lo que se podía lograr anteriormente gracias a una clase poco común de estrellas cefeidas variables gigantes.
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Galaxia M 81 © Ohio State University |
Las cefeidas clásicas son estrellas con luminosidad pulsante y desde hace tiempo han sido utilizadas como puntos de referencia para medir distancias en el universo cercano. Pero ahora los científicos han descubierto una manera de utilizar las Cefeidas variables de período ultra-largo (en inglés: ULP = ultra long period) como fanales para calcular distancias de hasta 300 millones de años-luz, e incluso más.
Las cefeidas clásicas son muy luminosas, pero a más de 100 millones de años-luz de la Tierra su señal se pierde entre las de otras estrellas brillantes, dijo Jonathan Bird, estudiante doctoral de astronomía de la universidad estatal de Ohio, quien discutió sus hallazgos en la conferencia de la Sociedad Astronómica Americana del 08/06/2009.
Pero las ULPs componen una rara y extra-luminosa clase de cefeidas que pulsan muy lentamente.
Los astrónomos han creído también por largo tiempo que las cefeidas ULP no evolucionan de la misma forma en que lo hacen las otras cefeidas. Sin embargo, en este estudio los científicos han descubierto la primera evidencia de una cefeida ULP evolucionando igual que una cefeida clásica.
Existen varios métodos para calcular las distancias a las estrellas, y a menudo los astrónomos han tenido que combinar métodos para medir indirectamente una distancia. La analogía usual es una escalera, con cada nuevo método en un escalón superior al otro. En cada nuevo paso los errores se acumulan, reduciendo la precisión de la medición total, de modo que poder saltearse algún escalón se convierte en una herramienta preciosa para sondear el universo.
Krzysztof Stanek, profesor de astronomía de la universidad estatal de Ohio, aplicó en 2006 una técnica de medición directa cuando utilizó la luz proveniente de un sistema estelar binario en la galaxia M33 (ver en este blog: M33, por Spitzer) para medir por primera vez la distancia hasta esa galaxia. M33 se encuentra a 3 millones de años-luz de la Tierra.
Esta nueva técnica que utiliza las cefeidas ULP es diferente. Es un método indirecto, pero este estudio inicial sugiere que el mismo podría funcionar para galaxias que están mucho más lejos que M33.
“Descubrimos que las cefeidas de período ultra-largo podrían ser potencialmente un poderoso indicador de distancia. Creemos que podrían proporcionar las primeras mediciones estelares de distancia para las galaxias dentro de un rango de 50 a 100 megaparsecs (150 a 326 millones de años-luz) e incluso más allá”, dijo Stanek.
Como los investigadores en general no toman nota de las cefeidas de período ultra largo, hay pocas de ellas en el registro astronómico. Para este estudio, Stanek, Bird y el estudiando de la universidad estatal de Ohio José Prieto rescataron 18 cefeidas ULP en la literatura.
Cada una de ellas estaba localizada en una galaxia cercana, como por ejemplo la Pequeña Nube de Magallanes (ver en este blog: Las Nubes de Magallanes). Las distancias hasta estas galaxias cercanas son bien conocidas, de modo que los astrónomos utilizaron este conocimiento para calibrar la distancia a las cefeidas ULP.
Descubrieron que podían utilizar a las cefeidas ULP para determinar distancias con un error de un 10-20%, un rango típico de otros métodos que componen la escala cósmica de distancias.
“Esperamos reducir ese margen de error a medida que más gente tome nota de las cefeidas ULP en sus prospecciones estelares”, dijo Bird. “Lo que hemos demostrado hasta ahora es que este método funciona en principio, y los resultados son alentadores”.
Bird explicó también la razón por la cual los astrónomos han ignorado en el pasado a las cefeidas ULP.
Las cefeidas de período corto, esas que aumentan y disminuyen su luminosidad en un plazo de pocos días, son buenos marcadores de distancias en el espacio porque su período está relacionado directamente con su luminosidad, y los astrónomos pueden usar esa información de luminosidad para calcular la distancia. Polares, la estrella del norte, es una cefeida clásica bien conocida.
Pero los científicos han pensado siempre que las cefeidas ULP, que varían su luminosidad en el curso de varios meses o más, no obedecían a esta relación. Son más grandes y más luminosas que las cefeidas típicas. De hecho, son más grandes y más luminosas que la mayoría de las estrellas; en este estudio, por ejemplo, las 18 cefeidas ULP se encuentran en un rango de tamaño de entre 12 a 20 veces la masa de nuestro Sol.
Su luminosidad las convierte en buenas marcadoras de distancia, dijo Stanek. Las cefeidas comunes son difíciles de detectar en las galaxias distantes, ya que su luz se mezcla con la de otras estrellas. Las cefeidas ULP son lo suficientemente brillantes como para destacarse.
Durante largo tiempo los astrónomos han sospechado que las cefeidas ULP no evolucionan de la misma forma que las otras cefeidas. Sin embargo, en este estudio el equipo descubrió la primera evidencia de una cefeida ULP evolucionando como lo haría una cefeida más clásica.
Una cefeida corriente se hará muchas veces más fría y más caliente a lo largo de su vida. Entretanto, las capas exteriores de la estrella se volverán inestables, lo que causará los cambios en su luminosidad. Se cree que las cefeidas ULP pasan por este período de inestabilidad solamente una vez, y lo hará en una única dirección: de más caliente a más fría.
Pero a medida que los astrónomos ensamblaron los datos provenientes de diferentes partes de la literatura para este estudio, descubrieron que una de las cefeidas ULP, una estrella de la Pequeña Nube de Magallanes conocida como HC829, se movía claramente en la dirección opuesta.
Hace cuarenta años, HV829 pulsaba cada 87,6 días. Ahora lo hace cada 84,4 días. Dos otras mediciones descubiertas en la literatura confirman que el período ha estado disminuyendo continuamente a lo largo de las décadas pasadas, lo que indica que la estrella misma se está encogiendo y haciéndose más caliente.
Los astrónomos llegaron a la conclusión de que las cefeidas ULP pueden ayudar a los astrónomos no solamente a medir el universo, sino también a conocer más sobre la evolución de las estrellas muy masivas.
Algunos de estos resultados fueron reportados en el número de abril de 2009 de Astrophysical Journal. Desde que fue escrito el artículo, los astrónomos de Ohio han comenzado a utilizar el Gran Telescopio Binocular de Tucson, en Arizona, para la observación de más cefeidas ULP. Stanek dice que ha descubierto algunas buenas candidatas en la galaxia M81, pero estos resultados todavía deberán ser confirmados.
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Artículo original: “Astronomers Find New Way to Measure Cosmic Distances”
Fecha: junio 08, 2009
Enlace con el artículo original: aquí
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