Entendiendo las estrellas más antiguas de la Vía Láctea

Un equipo internacional liderado por un investigador de la Universidad Politécnica de Cataluña · BarcelonaTech (UPC) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC), ha medido por primera vez los parámetros estelares de una clase de estrellas muy antiguas, conocidas como estrellas subenanas frías, en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Las subenanas frías son estrellas como nuestro Sol, pero de masa y radio más pequeños, que se formaron durante las primeras fases de la Vía Láctea y, por tanto, contienen información importante sobre su estructura y evolución química. El trabajo se ha realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Sheffield y los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China, y los resultados se publican en la revista Nature Astronomy.

Cuando se formó la Vía Láctea, las primeras estrellas se componían principalmente de hidrógeno. En astronomía, los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio se consideran metales, y su presencia en una estrella determina su metalicidad. A medida que fue pasando el tiempo y las estrellas fueron muriendo, el contenido de estos metales en la Galaxia y en las nuevas estrellas que nacían fue aumentando. Por tanto, las estrellas viejas tienen una metalicidad menor que las más jóvenes.

«Dado que las estrellas viejas pueden revelar información importante sobre la estructura y la evolución química de la Vía Láctea, es esencial que los astrónomos determinen sus parámetros estelares más básicos, como la masa y el radio», explica el investigador de la UPC y del IEEC Dr. Alberto Rebassa-Mansergas, que ha dirigido el estudio. El Dr. Rebassa-Manserga es profesor adjunto e investigador del Departamento de Física y miembro del Grupo de Astronomía y Astrofísica de la UPC.

Como las estrellas viejas son débiles y relativamente raras en los alrededores del Sol, se conocen pocas subenanas frías en nuestra vecindad solar. Actualmente, se han estimado los radios de 88 subenanas frías y las masas de solo seis. Pero hasta ahora no se había podido medir con precisión los valores de la masa y el radio de una misma subenana fría, lo que dejaba los estudios teóricos sobre estas estrellas sin poderse probar.

En su trabajo, los investigadores han encontrado la primera subenana fría en un sistema binario eclipsante, un sistema en el que dos estrellas se orbitan mutuamente; en este caso, se trata de una subenana fría y una enana blanca [1]. A los sistemas
binarios en los que, vistos desde la Tierra, una de las dos estrellas pasa por delante de la otra, los astrónomos los llaman sistemas binarios eclipsantes.

«Los sistemas binarios eclipsantes ofrecen la oportunidad de medir directamente las masas y los radios de las dos componentes con una precisión sin precedentes», afirma el Dr. Rebassa-Mansergas.

Utilizando el instrumento HiPERCAM montado en el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) de 10,4 metros, en La Palma (España), y el instrumento X-Shooter del telescopio Unit 2 de 8,2 metros del Very Large Telescope (VLT) de ESO, en Chile, los investigadores pudieron determinar con precisión las masas y los radios de las componentes estelares del sistema binario. Con estos valores, junto con la temperatura y la luminosidad de la estrella subenana fría, también obtenidas a partir de las observaciones, los autores fueron capaces de validar, por primera vez, la relación teórica entre la masa, el radio, la luminosidad y la temperatura de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia.

Figura: recreación artística del sistema binario eclipsante compuesto por una estrella subenana fría (en
amarillo) y una enana blanca (en blanco). Cr é dito: Mark Garlick.

Nota
[1] Una enana blanca es el remanente de una estrella como nuestro Sol.

Enlaces

– IEEC
– UPC
– HiPERCAM
– GTC
– X-Shooter
– VLT

Más información

Esta investigación se presenta en un artículo titulado " Accurate mass and radius determinations of a cool subdwarf in an eclipsing binary ", de Rebassa-Mansergas et al., que aparece en la revista Nature Astronomy el 8 de abril de 2019.

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