Astrofísicos toman el pulso a las estrellas Delta Scuti con TESS

Impresión artística de una estrella Delta Scuti. Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center.
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Un equipo científico liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha utilizado los datos obtenidos por varios telescopios espaciales, entre ellos TESS, para deducir los parámetros sísmicos de un tipo especial de estrellas variables: las denominadas Delta Scuti. El estudio ha desvelado que la temperatura superficial y la frecuencia de pulsación de la estrella están relacionadas. Estos resultados ayudarán a determinar con mayor exactitud las edades y distancias a este tipo de estrellas, así como sus zonas de habitabilidad.

La astrosismología estudia la relación entre las características físicas de las estrellas y sus variaciones de luminosidad debidas a oscilaciones (sismos). Un equipo científico liderado por investigadores del Centro de Astrobiología ha utilizado los datos obtenidos por el telescopio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Stallite), junto con los datos previos obtenidos por los telescopios espaciales Kepler y CoRoT, para deducir los parámetros sísmicos de 2.400 estrellas variables de un tipo en particular: las denominadas Delta Scuti. 

Las estrellas variables Delta Scuti, o cafeidas enanas, son un tipo de estrellas variables que muestran variaciones en su luminosidad debidas a pulsaciones de su superficie. Suelen tener masas comprendidas entre 1,5 y 2,5 masas solares y temperaturas superficiales entre 6000 y 9000K. Para estas estrellas, las relaciones astrosismológicas siguen siendo fuente de debate entre los científicos, al contrario de lo que ocurre con estrellas más conocidas, como las de tipo solar.

Gracias a este nuevo análisis, recientemente publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, los investigadores han podido desvelar la relación existente entre la temperatura y gravedad superficiales con la frecuencia de pulsación de la estrella, tal y como predecían estudios teóricos previos. Según la relación descubierta, cuanto mayor es la temperatura, mayor es la frecuencia de oscilación. Además, las estrellas más viejas con mayor gravedad presentan un rango de frecuencias más bajo que las jóvenes y de mayor gravedad.

Para Sebastià Barceló Forteza, investigador del CAB que ha liderado el estudio, «el mayor reto del equipo para obtener nuestros resultados ha sido realizar la corrección del denominado efecto del oscurecimiento gravitatorio, ya que este tipo de estrellas pueden llegar a rotar extremadamente rápido. La rápidez de giro produce un achatamiento en las estrellas y una diferencia de temperaturas entre los polos y el ecuador. Nuestros resultados astrosismológicos sugieren que podemos obtener su temperatura media, independientemente de su rotación, inclinación u otros factores extremos».

Por el contrario, los resultados obtenidos por otros métodos como la fotometría o la espectroscopía, se ven sumamente afectados por la rotación e inclinación. Gracias a ello, podemos comparar sus resultados y deducir la inclinación y la rotación más probables. De esta forma, el efecto de oscurecimiento gravitatorio no solo explica la dispersión en temperatura, sino también la diminución de ésta con la gravedad. Las estrellas más viejas tienen una mayor gravedad por lo que se encuentran más cerca de la rotación extrema, aunque roten más lentamente.

«Esta corrección en la temperatura permitirá mejorar la determinación de la edad y la distancia a las propias estrellas e incluso a otras galaxias. Además, permite una mayor exactitud en el cálculo de la zona habitable para exoplanetas alrededor de este tipo de estrellas», concluye Barceló Forteza.

TESS pertenece a una familia de observatorios espaciales que tienen como misión la detección de planetas y su caracterización mediante observaciones fotométricas. Tal y como señala David Barrado Navascués, investigador del CAB y coautor del estudio, «las técnicas que estamos desarollando con TESS se aplicarán al futuro observatorio espacial PLATO, una misión de tamaño medio de la ESA que permitirá el estudio de sistemas planetarios similares al nuestro. El CAB está muy implicado en el desarrollo de este observatorio y la experiencia con TESS será fundamental para la óptima explotación científica de PLATO».

Fuente: UCC-CAB

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