Una nueva técnica determina con mayor precisión la edad de las estrellas

Los investigadores de Embry-Riddle utilizaron los datos capturados por el satélite Gaia (que se muestra aquí en una impresión de artista) para determinar las edades de las estrellas. Crédito: Agencia Espacial Europea - D. Ducros, 2013

¿Cuántos años tiene cada una de las estrellas en nuestra galaxia de aproximadamente 13 mil millones de años? Una nueva técnica para comprender la historia de la formación de estrellas de la Vía Láctea con detalles sin precedentes hace posible determinar las edades de las estrellas al menos dos veces más precisamente que los métodos convencionales, informaron esta semana los investigadores de Embry-Riddle en la reunión de la American Astronomical Society (AAS). 

Las técnicas actuales de datación por estrellas, basadas en evaluaciones de estrellas en la secuencia principal de sus vidas que han comenzado a morir después de agotar su hidrógeno, ofrecen un 20 por ciento o, en el mejor de los casos, un margen de error del 10 por ciento, explicó Embry- El profesor de Física de adivinanzas y Astronomía, el Dr. Ted von Hippel. El enfoque de Embry-Riddle, aprovechando los restos quemados llamados estrellas enanas blancas, reduce el margen de error al 5 por ciento o incluso al 3 por ciento, dijo. 

Para que este método funcione, von Hippel y su equipo deben medir la temperatura de la superficie de la estrella, ya sea que tenga una atmósfera de hidrógeno o helio, y su masa. La temperatura de la superficie se puede determinar a partir del color de una estrella y de los componentes atmosféricos. 

"La masa de la estrella es importante porque los objetos con mayor masa tienen más energía y tardan más en enfriarse", dijo von Hippel, director del Observatorio del Departamento de Ciencias Físicas de Embry-Riddle y el telescopio Ritchey-Chretien de 1.0 metros . “Es por esto que una taza de café se mantiene caliente por más tiempo que una cucharadita de café. La temperatura de la superficie, como las brasas en una fogata que se apagó, ofrece pistas sobre cuánto hace que murió el fuego. Finalmente, saber si hay hidrógeno o helio en la superficie es importante porque el helio irradia calor de la estrella más fácilmente que el hidrógeno ". 

Determinar las masas precisas de estrellas, particularmente para muestras grandes de enanas blancas, es muy difícil. Ahora, los astrónomos tienen un nuevo método para determinar las masas de enanas blancas. 

Aprovechando los datos satelitales de Gaia 

El método aprovecha los datos capturados por el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, una misión ambiciosa para crear un mapa tridimensional de la Vía Láctea. Von Hippel, con el recién graduado de Embry-Riddle Adam Moss, los estudiantes actuales Isabelle Kloc, Jimmy Sargent y Natalie Moticksa, y el instructor Elliot Robinson, utilizaron mediciones de Gaia de gran precisión de la distancia de las estrellas. 

Al igual que el velocímetro de un automóvil puede parecer que da dos lecturas diferentes desde la perspectiva del conductor frente al asiento del pasajero, los objetos celestes pueden aparecer en diferentes ubicaciones, dependiendo del punto de vista del espectador. Las mediciones de Gaia, basadas en la geometría de dos líneas diferentes de sitio o "paralajes" de los objetos, ayudaron a los investigadores de Embry-Riddle a determinar el radio de las estrellas según su brillo. Luego podrían usar la información existente sobre la relación masa-radio de la estrella, un cálculo conducido por el comportamiento físico de los electrones, para completar el último ingrediente para determinar la edad de la estrella, su masa. 

Finalmente, al descubrir la abundancia de diferentes elementos dentro de la estrella, o su metalicidad, los investigadores pueden refinar aún más la edad del objeto, según informaron Moss y Kloc en dos presentaciones de carteles de AAS. Moss se enfocó en pares de estrellas con una enana blanca y una estrella de secuencia principal similar a nuestro Sol, mientras que la investigación de Kloc observó dos estrellas enanas blancas en el mismo sistema binario. 

"El siguiente nivel de estudio será determinar la mayor cantidad posible de elementos en la tabla periódica para la estrella de la secuencia principal dentro de estos pares", dijo von Hippel. "Eso nos diría más sobre la evolución química galáctica, basada en la forma en que diferentes elementos se acumularon con el tiempo a medida que las estrellas se formaron en nuestra galaxia, la Vía Láctea". 

Aunque enfatizó que el trabajo actual sigue siendo preliminar, el equipo espera en última instancia publicar las edades de todas las estrellas enanas blancas dentro del conjunto de datos de Gaia: "Eso podría permitir a los investigadores avanzar significativamente nuestra comprensión de la formación de estrellas dentro de la Vía Láctea". 

Dentro del campo de la arqueología, Von Hippel señaló que los métodos de datación por carbono permitieron determinar la edad de las estructuras, los fósiles, los sitios de la Edad de Piedra y mucho más, lo que brinda una visión más profunda de la evolución de la vida en la Tierra. “Para los astrónomos de hoy, sin saber la edad de los diferentes componentes de nuestra galaxia, no tenemos contexto. Hemos tenido técnicas para datar objetos celestes, pero no precisamente". 

Los colaboradores de investigación del equipo Embry-Riddle fueron David Stenning y David van Dyk del Imperial College de Londres; Elizabeth Jeffery del Estado Politécnico de California, San Luis Obispo; Kareem El-Badry de la Universidad de California, Berkeley; y William Jeffery de la Universidad de Texas, Austin. 

El trabajo fue presentado durante la 233ª Reunión de la Sociedad Astronómica Americana, en Seattle, Washington. 

Fuente: Embry-Riddle Aeronautical University,