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Determinar la masa de una estrella a varios años luz de distancia puede ser una tarea muy difícil. A menos que se cuente con una balanza de Einstein...

Sirio y Sirio B. Crédito:Hubble/NASA/ESA (cliquear en la imagen para un tamaño mayor)

Para los astrónomos, siempre ha sido un motivo de frustración que la enana blanca más cercana esté oculta por el resplandor de la estrella más brillante del cielo nocturno. Este remanente estelar consumido es el tenue compañero de la brillante estrella azul-blanca Sirio, localizada en la constelación de Canis Major (el Can Mayor).

Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el agudo ojo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para aislar la luz proveniente de la enana blanca, llamada Sirio B.

El nuevo resultado les permite medir con precisión la masa de la enana blanca examinando la forma en que su intenso campo gravitatorio altera las longitudes de onda de la luz emitida por el remanente. Mediciones espectroscópicas de este tipo tomadas de Sirio B con un telescopio con base en tierra, observando a través de la atmósfera, habían sido severamente contaminadas por la luz dispersada de la muy brillante Sirio.

“El estudio de Sirio B ha sido un reto para los astrónomos durante más de 140 años”, dijo Martin Barstow de la Universidad de Leicester, Reino Unido, quien dirige el equipo observador. “Únicamente con Hubble pudimos al final realizar las observaciones necesarias, sin la contaminación de la luz de Sirio, a los efectos de medir el cambio en las longitudes de onda”.

“La determinación precisa de las masas de las enanas blancas es fundamentalmente importante para comprender la evolución estelar. Al final de su vida, nuestro Sol se convertirá en una enana blanca. Estos objetos son también la fuente de las explosiones supernova Tipo Ia, que se utilizan para medir las distancias cosmológicas y la velocidad de expansión del universo. Las mediciones basadas en las supernovas Tipo Ia son fundamentales para comprender la “energía oscura”, una fuerza repulsiva dominante que está estirando el universo. También, el método utilizado para determinar las masas de las enanas blancas se basa en las predicciones clave de la teoría de la Relatividad General de Einstein, que dicen la luz pierde energía cuando intenta escapar de la gravedad de una estrella compacta”.

Representación artística de Sirio y Sirio B.Crédito: Hubblesite.org

Sirio B tiene un diámetro de unos 12 000 kilómetros, menos que el tamaño de la Tierra, pero es mucho más densa. Su poderoso campo gravitatorio es 350 000 veces superior al de la Tierra, lo que significa que una persona de 75 Kg que estuviera en la superficie de esa enana blanca pesaría unos 25 millones de Kg (aunque, por supuesto, no sobreviviría para enterarse del dato).

La luz proveniente de la caliente enana blanca debe escalar su campo gravitatorio y resulta estirada hacia longitudes de onda más rojas en el proceso. Este efecto, predicho por la teoría de la Relatividad General de Einstein en 1916 recibe el nombre de “desplazamiento al rojo”, y es más fácilmente observable en objetos densos y masivos cuyos intensos campos gravitatorios comban el espacio cercano a sus superficies.

Apoyados en las mediciones del corrimiento hacia el rojo tomadas con Espectrógrafo de Imagen del Telescopio Espacial Hubble, el equipo descubrió que Sirio B tiene una masa equivalente al 98 por ciento de la de nuestro Sol. La propia Sirio tiene una masa que es dos veces la del Sol y un diámetro de 2, 4 millones de kilómetros.

Las enanas blancas son los restos que quedan de estrellas similares a nuestro Sol. Han consumido su combustible nuclear y han colapsado hasta tener un tamaño muy pequeño. Sirio B es unas 10 000 veces menos luminosa que la propia Sirio, lo que hace difícil estudiarla con telescopios que se encuentren en la superficie de la Tierra, ya que su luz se pierde en el resplandor de su brillante compañera.

Por largo tiempo los astrónomos han confiado en una relación teórica fundamental entre la masa de una enana blanca y su diámetro. La teoría predice que cuanto más masiva sea la enana blanca, menor será su diámetro. La precisa medición del corrimiento hacia el rojo gravitatorio de Sirio B permite una importante comprobación observacional de esta relación clave.

Las observaciones de Hubble han refinado también las mediciones de la temperatura superficial de Sirio B, la que se estableció en 25 200º Kelvin. La propia Sirio tiene una temperatura superficial de 10 500º Kelvin.

A 8,6 años (2,6 parsecs) luz de distancia, Sirio es una de las estrellas más cercanas a la Tierra. Los observadores de estrellas han mirado hacia Sirio desde la antigüedad. Sin embargo, su diminuta compañera no fue descubierta hasta 1862, cuando fue vista por primera vez por astrónomos que examinaban a Sirio a través de uno de los más poderosos telescopios de su tiempo.

En esta imagen, la separación proyectada de Sirio A y Sirio B es de 6” 10’, por lo que a la distancia que nos separa equivale a 16,1 Unidades Astronómicas (UA). El eje semimayor de la órbita relativa es de 7” 48’, o sea 19,7 UA.

Detalles de este trabajo fueron reportados en el número de octubre de 005 de la revista Monthly Notices de la Real Sociedad Astronómica. Entre los otros integrantes del equipo se incluyen Howard Bond del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, Baltimore, Md.; Matt Burleigh de la Universidad de Leicester; Jay Holberg e Ivan Hubeny de la Universidad de Arizona; y Detlev Koester de la Universidad de Kiel, Alemania.

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Telescopio Espacial Hubble.Crédito: NASA / ESA

Traducido para Astroseti.org por
Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Universe Today
Artículo: “Sirius' White Dwarf Companion Weighed by Hubble”
Fecha: Diciembre 13 , 2005

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Enlace con el artículo original en inglés.