T.E.L: 3 min. 1 seg.
Para las estrellas de cine, su edad es un secreto bien guardado. En el espacio, las verdaderas estrellas parecen no envejecer nunca, como un Dorian Gray cósmico. ¿Cómo saber su edad?
"La rotación de una estrella se enlentece con el tiempo, como una peonza en una mesa, y puede ser usado como un reloj para determinar su edad", señala el astrónomo Soren Meibom del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA).
Conocer la edad de una estrella es importante para muchos estudios astronómicos y, en particular, para la búsqueda de planetas. Con la cosecha reciente de exoplanetas de la misión Kepler, los astrónomos han encontrado casi dos mil planetas orbitando otras estrellas.
"Finalmente necesitamos conocer las edades de las estrellas y sus planetas para determinar si podría haber evolucionado vida en esos mundos distantes. Cuando más viejo el planeta, más tiempo habría tenido la vida en haber empezado. Y estrellas y planetas se forman juntos, si conocemos la edad de las estrellas, sabremos la de los planetas también", explica el investigador.
Conocer la edad de las estrellas es sencillo cuando yacen en un cúmulo de cientos de astros formados al mismo tiempo. Los astrónomos saben desde hace décadas que si grafican los colores y brillos de las estrellas en un cúmulo (el famoso diagrama H-R), el patrón que ven puede ser usado para saber la edad del agrupamiento. Pero sólo funciona para cúmulos.
Usando las capacidades del telescopio espacial Kepler, Meibom y sus colaboradores midieron la tasa de rotación de las integrantes de un cúmulo abierto llamado NGC 6811 a unos 3.000 años luz de distancia, en la constelación Cygnus (el cisne), con unas 70 estrellas miembros cuya edad promedio se estima entre 700 y 1.000 millones de años.
Si la relación entre la rotación estelar y la edad puede ser establecida al estudiar cúmulos estelares, luego al medir el período de rotación de cualquier estrella podrá ser usado para derivar su edad, en una técnica conocida como girocronología. Para que funcione, los astrónomos primero deben calibrar este nuevo "reloj".
La idea no es demasiado nueva. Ya en la década de 1970 se sugirió algo similar sobre la relación entre la rotación y las edades de las estrellas(1). Más recientemente, Sydney Barnes, del Observatorio Lowell, realizó un trabajo en 2007 que repasa los métodos conocidos para conocer su viabilidad y desarrollarlos mejor (2).
Fig. 1: Una superficie (naranja) en el espacio tridimensional de color (masa, eje x), edad (en millones de años, eje y) y período de rotación estelar (días, eje z). La superficie es una extrapolación en edad, usando la relación de Skumanich P ∝ (es proporcional) raíz de t (donde P es el período de rotación y t es la edad), de la relación color-período observada entre las Híades y cúmulos jóvenes (curva en negro). El punto negro marca el color, edad y período del Sol. Las curvas de barras azules marcan las edades y colores de las estrellas que están siendo observadas por Kepler en cuatro cúmulos abiertos. Crédito: Søren Meibom et al.Cómo se hace
Para empezar comenzaron con estrellas en cúmulos con edades conocidas. Al medir la rotación de esas estrellas, pueden aprender qué tasa de rotación esperar para esa edad. Al medir la rotación en cúmulos de diferentes edades, saben cómo se relacionan edad y rotación.
Para medir la rotación de una estrella los astrónomos se enfocan en los pequeños cambios de brillo causados por áreas oscuras de la superficie estelar, el equivalente de las manchas de nuestro Sol.
Pero para extender esta relación a NGC 6811, Meibom y su equipo debieron enfrentar una tarea herculeana. Pasaron cuatro años filtrando las estrellas que parecían pertenecer al cúmulo por estar en la misma dirección, pero que no forman parte de la agrupación. Una vez que establecieron qué estrellas formaban parte del cúmulo, usaron datos de Kepler para determinar cuán rápido esos astros estaban rotando. En su trabajo presentan los períodos de rotación de 71 estrellas.
Encontraron períodos de rotación de entre 1 y 11 días, comparados con los 30 días de nuestro Sol y hallaron una fuerte relación entre la masa estelar y el período de rotación. Los resultados confirman a la girocronología como un método promisorio para determinar edades de estrellas aisladas.
El grupo ahora planea estudiar otros cúmulos, más viejos, para continuar calibrando este reloj astral, pero será cada vez más difícil porque las estrellas más viejas rotan más despacio y tienen menos manchas.
Moraleja: Si la rotación se hace más lenta con la edad, ¡vayamos a bailar!
Fuentes y links relacionados
- The Kepler Cluster Study: Stellar Rotation in NGC6811
Søren Meibom et al. 2011 ApJ 733 L9
DOI: 10.1088/2041-8205/733/1/L9
arXiv:1104.2912v1 [astro-ph.SR] - (1) Time Scales for CA II Emission Decay, Rotational Braking, and Lithium Depletion
Skumanich, A.
Astrophysical Journal, vol. 171, p.565
1972ApJ...171..565S - (2)Ages for Illustrative Field Stars Using Gyrochronology: Viability, Limitations, and Errors
Sydney A. Barnes 2007 ApJ 669 1167
DOI: 10.1086/519295
arXiv:0704.3068v2 [astro-ph] - CfA: How to Learn a Star's True Age y en NASA Kepler (donde se puede ver la presentación de Meibom en la Reunión AAS 218).
- Astronomy: NGC 6811 - open cluster in Cygnus
Sobre las imágenes
- Imagen de NGC 6811, de Anthony Ayiomamitis, en Astronomy.
- Fig.1: de Søren Meibom et al. 2011 ApJ 733 L9.
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