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Para muchas estrellas de cine, su edad es secreto muy bien guardado. En el espacio también resulta verdad para las estrellas. Al igual que nuestro Sol, la mayoría de ellas parecen que tienen la misma edad durante la mayor parte de sus vidas. Entonces, ¿Cómo podremos saber si una estrella tiene mil millones o diez mil millones de años? Los astrónomos pueden haber encontrado la solución, ¿cómo? Midiendo la rotación de la estrella.

Exoplaneta

Concepción artística de un hipotético exoplaneta. La girocronología es un prometedor método nuevo para conocer las edades de las estrellas solitarias, incluyendo todas las estrellas conocidas que poseen planetas.


Soren Meibom astrónomo del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics afirma, “la rotación de una estrella disminuye progresivamente con el tiempo,
Meibom presentó su hallazgo el 24 de mayo de 2011 en una conferencia de prensa en la 218ª sesión de la American Astronomical Society.

Saber la edad de una estrella es importante para muchos estudios astronómicos y en particular para los cazadores de planetas. Con la abundante cosecha realizada por la sonda espacial Kepler de la NASA (lanzada en 2009) unido a los descubrimientos anteriores, los astrónomos han encontrado casi 2000 planetas orbitando estrellas lejanas. Ahora, desean emplear este nuevo zoológico de planetas para tratar de comprender como se forman y evolucionan los sistemas planetarios y por que son tan diferentes unos de otros.

Meibom añade, “en última instancia, necesitamos saber las edades de las estrellas y la de sus planetas para evaluar si la vida extraterrestre pudo haber evolucionado en estos mundos lejanos. Cuanto más viejo es un planeta, la vida ha tenido más tiempo para iniciarse. Dado que las estrellas y sus planetas se forman a un mismo tiempo, si sabemos la edad de una estrella, también podemos saber la edad de sus planetas.

Conocer la edad de una estrella es relativamente sencillo cuando se encuentra en un cúmulo de cientos de estrellas y cuando todas ellas se han formado al mismo tiempo. Los astrónomos saben desde hace décadas que si representan los colores y el brillo de las estrellas de un cúmulo, el patrón que observa se puede utilizar para conocer la edad del cúmulo. Pero, esta técnica solo es válida para los cúmulos. Para las estrellas que no se encuentren en ellos (incluyendo todas las estrellas que tienen planetas), determinar su edad resulta mucho más difícil.

Empleando las capacidades únicas del Telescopio Espacial Kepler, Meibon y sus colaboradores han medido las velocidades de rotación de estrellas en un cúmulo de mil millones de años de antigüedad, denominado NGC 6811. Este nuevo trabajo casi duplica la edad cubierta por estudios anteriores de cúmulos más jóvenes. También resulta de manera significativa añadir a nuestro conocimiento saber como están relacionados la velocidad de giro y su edad.

Si se pudiera establecer la relación entre la rotación estelar y la edad mediante su estudio en los cúmulos, entonces con solo medir el periodo de rotación de cualquier estrella se puede saber su edad, . Para que la girocronología realice su labor, los astrónomos primero deben calibrar su nuevo “reloj”.

Primero han de comenzar con estrellas de cúmulos de edades conocidas. Midiendo la rotación de las estrellas, pueden saber la velocidad de giro esperada para esa edad. Determinando la rotación de las estrellas en cúmulos con edades diferentes, sabremos exactamente como están relacionadas su edad y su rotación. Luego por extensión podrán medir la rotación de una estrella individual aislada y calcular su edad.

Para medir la rotación de una estrella, los astrónomos buscan los cambios de brillo ocasionados por manchas oscuras en su superficie, el equivalente a las manchas solares. En cualquier momento, un punto cruza la cara de la estrella y su brillo se atenúa ligeramente. Una vez que la mancha desaparece de la vista al rotar, el brillo de la estrella se recupera de nuevo. Observando el tiempo que tarda en reaparecer de nuevo la mancha al rotar, sabemos la velocidad de rotación de la misma.

Los cambios de brillo de una estrella debido a las manchas, son muy pequeños, por lo general un pequeño porcentaje o menos y resultan más pequeños cuanto más vieja es la estrella. Por lo tanto, los periodos de rotación de las estrellas más viejas de quinientos mil millones de años no pueden ser determinados desde la superficie de nuestro planeta puesto que la atmósfera interfiere.

Afortunadamente, esto no constituye un problema para la sonda espacial Kepler, que fue diseñada específicamente para medir brillos de estrellas con gran precisión con el fin de detectar planetas (que bloquean la luz de la estrella muy ligeramente al pasar por delante de ella desde nuestra línea de observación). Para ampliar la relación edad/tiempo de rotación de NGC 6811, Meibom y sus colegas se enfrentaron a una labor titánica. Emplearon cuatro años clasificando las estrellas del cúmulo que no guardaban relación con él observando en esa misma dirección. Este trabajo preparatorio se realizó mediante un instrumento especialmente diseñado (Hectochelle), alojado en el telescopio MMT del Monte Hopkins en el sureste de Arizona. Hectochelle puede observar 240 estrellas al mismo tiempo, lo que le permite observar más de 7000 estrellas en cuatro años. Una vez que se conozcan que estrellas pertenecen realmente al cúmulo, se utilizarán los datos del Kepler para determinar la rapidez con que giran dichas estrellas.

Finalmente encontraron periodos de rotación que iban desde 1 a 11 días (las más calientes y más masivas giraban más rápido), en comparación con los 30 días de rotación de nuestro Sol. Más importante aún, encontraron una fuerte relación entre la masa estelar y la velocidad de rotación con excasa dispersión. Este resultado confirma que la girocronología constituye un método nuevo y prometedor para conocer las edades de las estrellas individuales.

El equipo se planeta ahora otro estudio, continuar calibrando sus “relojes estelares” con los cúmulos de estrellas más antiguas. Esas medidas constituirán un mayor desafío debido a que las estrellas más viejas giran más lentamente y poseen menos manchas y más pequeñas, lo que implica que los cambios de brillo serán aún más pequeños y más prolongados. No obstante, aceptan el desafío.

Meinbom agregó, “este trabajo constituye un paso adelante en nuestra comprensión acerca de cómo funcionan estrellas como nuestro Sol. También puede tener un impacto importante en la comprensión de los planetas que se encuentran fuera de nuestro Sistema Solar”.

Fuente: Science Daily

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