Crédito de imagen: CfA
Desde su descubrimiento en 1998, la "estrella parpadeante" llamada KH 15D ha desconcertado a los astrónomos que buscan explicar sus eclipses de larga duración (24 días). Muchos plantearon la hipótesis de que los eclipses fueron causados por bloques de material intervinientes dentro de un disco protoplanetario que rodea a una sola estrella joven similar al Sol.
Al examinar la historia pasada de estos eclipses y cómo están cambiando con el tiempo, el astrónomo Joshua Winn (Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica) y sus colegas han revocado esta hipótesis e ideado una nueva teoría que explica casi todo sobre el sistema.
Descubrieron que la "estrella parpadeante" es en realidad un sistema de doble estrella. Algo en primer plano, posiblemente un disco polvoriento de material que rodea el binario, intermitentemente bloquea la luz de una o ambas estrellas, mientras las estrellas orbitan entre sí. Eventualmente, ambas estrellas estarán completamente cubiertas por la cortina de polvo, y el sistema de "estrella parpadeante" desaparecerá de la vista.
“Estas dos estrellas han estado jugando a las escondidas con nosotros. La segunda estrella solía asomarse brevemente, pero ahora está completamente oscurecida. Pronto, se le unirá la primera estrella y ambas permanecerán ocultas durante décadas ”, dice Winn.
Los archivos revelan la verdad
Las claves vitales para comprender la "estrella parpadeante" se encontraron en las fotografías del cielo archivadas del Observatorio de Harvard College, en Massachusetts, y el Observatorio de Asiago, en Italia. El examen de las fotografías de Harvard mostró que durante la primera mitad del siglo XX, no hubo ninguno de los eclipses totales que se observan hoy. Las fotografías de Asiago tomadas entre 1967 y 1982 contenían evidencia de eclipses, pero con una diferencia clave: el sistema era más brillante de lo que es hoy, tanto durante los eclipses como fuera de los eclipses. Esta luz adicional debe provenir de una segunda estrella que era visible en la década de 1970, pero que hoy está completamente oculta.
Esta idea fue la clave para desbloquear el misterio de KH 15D. Antes de 1960, ninguna de las estrellas estaba siendo eclipsada. Luego, una cortina de polvo se deslizó hacia el primer plano como se ve desde la Tierra, bloqueando parte de la órbita de una de las estrellas. A lo largo de la década de 1970, esa estrella sufrió eclipses cuando su movimiento orbital la llevó detrás de la cortina. Para 1998, la cortina había avanzado lo suficiente como para ocultar completamente una de las estrellas, y la otra estrella se pierde periódicamente de vista a medida que su órbita la lleva detrás de la cortina. Alrededor de 2012, ambas estrellas estarán completamente ocultas a la vista.
John Johnson (UC Berkeley), coautor de este estudio, medirá la velocidad radial y podrá evaluar si la estrella visible se mueve hacia adelante y hacia atrás, arrastrada por la gravedad de un compañero de masa estelar.
"Las placas de Asiago dan pruebas muy convincentes, pero las mediciones de velocidad radial serán el factor decisivo", dice Johnson.
La nueva imagen de KH 15D
Unir las observaciones de KH 15D como piezas de un rompecabezas revela dos estrellas no mayores de 10 millones de años. (Nuestro Sol, por el contrario, tiene 5 mil millones de años). Giran uno alrededor del otro cada 48 días en órbitas altamente elípticas, lo que explica el período de eclipse de 48 días. Su distancia promedio es de aproximadamente 0.25 unidades astronómicas (23 millones de millas), o dos tercios de la distancia de Mercurio al Sol. Sin embargo, sus órbitas excéntricas los llevan tan cerca el uno del otro como solo 0.07 UA (6.5 millones de millas).
"A medida que avanzan los binarios, su órbita no es inusual", dice el coautor Krzysztof Stanek (CfA).
Winn está de acuerdo y agrega: "Lo extraño de este sistema es que hay algo que bloquea la luz de estas estrellas, algo opaco, con un borde afilado". La identidad de esta cortina es desconocida, pero puede ser el borde de un disco de polvo que rodea a ambas estrellas.
"Se han visto discos de polvo alrededor de otros sistemas estelares binarios", dice Matthew Holman (CfA), coautor del estudio. “Imaginamos que el disco en este sistema está inclinado, en relación con el plano de la órbita de las dos estrellas. Eso haría que el disco se tambaleara, como un disco volador a veces se tambalea en el aire después de un mal lanzamiento ”.
Según los cálculos de Holman, el polvo puede existir en un anillo ubicado a 2.6 UA (240 millones de millas) de las estrellas. El material en el anillo hace una órbita completa aproximadamente cada 4 años, pero la oscilación (o "precesión") del anillo tiene un período mucho más largo de aproximadamente 1000 años. Una teoría similar ha sido propuesta independientemente por Eugene Chiang y Ruth Murray-Clay de UC Berkeley.
"Comenzando alrededor de 1960, el borde de este disco de precesión comenzó a bloquear nuestra visión de las estrellas", dice Holman. "Después de otra década, el disco precesará un poco más y bloqueará por completo nuestra vista". Algún tiempo después, dependiendo del grosor del anillo, el proceso se revertirá a medida que las estrellas se descubran gradualmente y los eclipses se detengan.
Todavía quedan muchas preguntas sobre KH 15D. Por ejemplo, ¿cuál es la naturaleza del disco? ¿Por qué está inclinado hacia el plano orbital de los binarios? ¿Por qué tiene un borde tan afilado? Es probable que las estrellas parpadeantes de KH 15D confundan a los astrónomos con estos y otros acertijos en los próximos años.
Esta investigación se publicará en la edición del 1 de marzo de 2004 de The Astrophysical Journal Letters. Los autores del estudio son Joshua Winn (CfA), Matthew Holman (CfA), John Johnson (UC Berkeley), Krzysztof Stanek (CfA) y Peter Garnavich (Universidad de Notre Dame).
Con sede en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Observatorio Harvard College. Los científicos de CfA, organizados en seis divisiones de investigación, estudian el origen, la evolución y el destino final del universo.
Fuente original: Comunicado de prensa de CfA
