Medición precisa de temperatura en estrellas supergigantes rojas

Por primera vez los astrónomos han desarrollado un método preciso para determinar las temperaturas superficiales de la supergigantes rojas, una clase de estrellas que acaba sus vidas en supernovas.

Las estrellas tienen una amplia gama de tamaños, masas y composiciones. Nuestro sol se considera un espécimen relativamente pequeño, sobre todo si se compara con algo como Betelgeuse, que se conoce como supergigante roja. Las supergigantes rojas son estrellas con más de nueve veces la masa de nuestro sol, y toda esta masa significa que cuando mueren lo hacen con extrema ferocidad en una enorme explosión conocida como supernova, en concreto lo que se conoce como supernova de tipo II.

Las supernovas de tipo II siembran el cosmos con elementos esenciales para la vida; por lo tanto, los investigadores están ansiosos por saber más sobre ellos. En la actualidad, no hay forma de predecir con precisión las explosiones de supernovas. Una pieza de este rompecabezas radica en comprender la naturaleza de las supergigantes rojas que preceden a las supernovas.

A pesar de que las supergigantes rojas son extremadamente brillantes y visibles a grandes distancias, es difícil determinar propiedades importantes sobre ellas, incluidas sus temperaturas. Esto se debe a las complicadas estructuras de sus atmósferas superiores, lo que conduce a inconsistencias en las mediciones de temperatura que podrían funcionar con otros tipos de estrellas.

“Para medir la temperatura de las supergigantes rojas, necesitábamos encontrar una propiedad visible o espectral que no se viera afectada por sus complejas atmósferas superiores”, explica en un comunicado el estudiante graduado Daisuke Taniguchi del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio.

“Las firmas químicas conocidas como líneas de absorción eran las candidatas ideales, pero no había una sola línea que revelara la temperatura por sí sola –prosigue–. Sin embargo, al observar la proporción de dos líneas diferentes pero relacionadas, las del hierro, encontramos que la proporción en sí estaba relacionada a la temperatura. Y lo hizo de una manera consistente y predecible”.

Taniguchi y su equipo observaron estrellas candidatas con un instrumento llamado WINERED que se conecta a telescopios para medir las propiedades espectrales de objetos distantes. Midieron las líneas de absorción de hierro y calcularon las proporciones para estimar las temperaturas respectivas de las estrellas.

Al combinar estas temperaturas con mediciones de distancia precisas obtenidas por el observatorio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, los investigadores calcularon la luminosidad o potencia de las estrellas y encontraron que sus resultados eran consistentes con la teoría.

“Todavía tenemos mucho que aprender sobre las supernovas y los objetos y fenómenos relacionados, pero creo que esta investigación ayudará a los astrónomos a llenar algunos de los espacios en blanco”, reconoce Taniguchi.

“La estrella gigante Betelgeuse (en el hombro de Orión) podría convertirse en supernova en nuestras vidas y en 2019 y 2020 se atenuó inesperadamente –añade–. Sería fascinante si pudiéramos predecir si podría convertirse en supernova y cuándo. Espero que nuestra nueva técnica contribuya a este esfuerzo y más”.

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