Sirius y su pequeño compañero. Crédito de la imagen: Hubble. Click para agrandar
Para los astrónomos, siempre ha sido una fuente de frustración que la estrella enana blanca más cercana esté enterrada bajo el resplandor de la estrella más brillante en el cielo nocturno. Este remanente estelar quemado es un débil compañero de la brillante estrella de perro azul-blanca, Sirius, ubicada en la constelación de invierno Canis Major.
Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el ojo del telescopio espacial Hubble de la NASA para aislar la luz de la enana blanca, llamada Sirio B. Los nuevos resultados les permiten medir con precisión la masa de la enana blanca en función de cómo se altera su intenso campo gravitatorio. Las longitudes de onda de la luz emitida por la estrella. Tales mediciones espectroscópicas de Sirio B tomadas con un telescopio que mira a través de la atmósfera de la Tierra han sido severamente contaminadas por la luz dispersa del muy brillante Sirio.
"Estudiar a Sirius B ha desafiado a los astrónomos durante más de 140 años", dijo Martin Barstow, de la Universidad de Leicester, Reino Unido, quien es el líder del equipo de observación. "Solo con el Hubble hemos podido obtener las observaciones que necesitamos, sin contaminar por la luz de Sirius, para medir su cambio en las longitudes de onda".
“Determinar con precisión las masas de enanas blancas es fundamentalmente importante para comprender la evolución estelar. Nuestro Sol eventualmente se convertirá en una enana blanca. Las enanas blancas también son la fuente de explosiones de supernovas de tipo Ia que se utilizan para medir distancias cosmológicas y la tasa de expansión del universo. Las mediciones basadas en supernovas de tipo Ia son fundamentales para comprender la "energía oscura", una fuerza repulsiva dominante que separa el universo. Además, el método utilizado para determinar la masa de la enana blanca se basa en una de las predicciones clave de la teoría de la relatividad general de Einstein; esa luz pierde energía cuando intenta escapar de la gravedad de una estrella compacta ".
Sirio B tiene un diámetro de 7,500 millas (12,000 kilómetros), menor que el tamaño de la Tierra, pero es mucho más denso. Su poderoso campo gravitacional es 350,000 veces mayor que el de la Tierra, lo que significa que una persona de 150 libras pesaría 50 millones de libras sobre su superficie. La luz de la superficie de la enana blanca caliente tiene que salir de este campo gravitacional y se extiende a longitudes de onda más largas y más rojas en el proceso. Este efecto, predicho por la teoría de la relatividad general de Einstein en 1916, se llama desplazamiento al rojo gravitacional, y se ve más fácilmente en objetos densos, masivos y, por lo tanto, compactos, cuyos campos gravitacionales intensos deforman el espacio cerca de sus superficies.
Basado en las mediciones del desplazamiento al rojo del Hubble, realizadas con el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial, el equipo descubrió que Sirio B tiene una masa que es 98 por ciento la de nuestro propio Sol. Sirio tiene una masa dos veces mayor que la del Sol y un diámetro de 1.5 millones de millas (2.4 millones de kilómetros).
Las enanas blancas son los restos sobrantes de estrellas similares a nuestro Sol. Han agotado sus fuentes de combustible nuclear y se han derrumbado a un tamaño muy pequeño. Sirio B es aproximadamente 10.000 veces más débil que el propio Sirio, lo que hace que sea difícil estudiar con telescopios en la superficie de la Tierra porque su luz está inundada por el resplandor de su compañero más brillante. Los astrónomos han dependido durante mucho tiempo de una relación teórica fundamental entre la masa de una enana blanca y su diámetro. La teoría predice que cuanto más masiva sea una enana blanca, menor será su diámetro. La medición precisa del desplazamiento al rojo gravitacional de Sirio B permite una prueba de observación importante de esta relación clave.
Las observaciones del Hubble también han refinado la medición de la temperatura de la superficie de Sirio B en 44,900 grados Fahrenheit, o 25,200 grados Kelvin. Sirius tiene una temperatura superficial de 18,000 grados Fahrenheit (10,500 grados Kelvin).
A 8,6 años luz de distancia, Sirio es una de las estrellas conocidas más cercanas a la Tierra. Los observadores de estrellas han visto a Sirius desde la antigüedad. Sin embargo, su diminuto compañero no fue descubierto hasta 1862, cuando los astrónomos lo vieron por primera vez al examinar a Sirius a través de uno de los telescopios más potentes de la época.
Los detalles del trabajo se informaron en la edición de octubre de 2005 de los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. Otros participantes en el equipo incluyen a Howard Bond del Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland; 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.
Fuente original: Comunicado de prensa de HubbleSite
