Los telescopios (también) pueden ver átomos

La noticia es que unos investigadores españoles encontraron en 2013 un agujero negro orbitando alrededor de un tipo de estrella conocido como Be, algo nunca antes visto en el universo. La noticia, y la excusa para explicar cómo se encuentran estas cosas, cómo sabemos los astrónomos qué estamos viendo cuando vemos un puntito brillante en el cielo.

Estrellas que giran por encima de sus posibilidades

Una estrella de tipo Be tiene una temperatura elevadísima -ronda los 30000 grados, a su lado el Sol está fresquito, solo 6000- y es muy muy luminosa, miles de veces más que el Sol. Pero lo que hace de estas estrellas un fenómeno especial es su endiablada velocidad de rotación, tan alta que llegan a achatarse mucho, perdiendo incluso parte de su masa en un disco ecuatorial. La próxima vez que miréis el cielo, podéis ver uno de estos monstruos en la constelación de Casiopea, la gran uve doble del cielo de este hemisferio.

La constelación de Casiopea, con Gamma Casiopeiae (la primera estrella Be que se detectó) en el centro. Imagen conseguida mediante el programa Stellarium.

La constelación de Casiopea, con Gamma Casiopeiae (la primera estrella Be que se detectó) en el centro. Imagen conseguida mediante el programa Stellarium.

La pregunta es: cómo sabemos todas estas cosas los astrónomos si, pese a lo bueno que pueda ser nuestro telescopio, una estrella tipo Be siempre será solo un punto azul. Ahí es donde entran las técnicas desarrolladas a lo largo del siglo XX.

Por un lado, a lo largo del siglo pasado (fundamentalmente) aprendimos a dejar de confiar solo en la parte visible de la luz: empezamos a observar en otras longitudes de onda, más allá del infrarrojo (microondas, ondas de radio) y más allá del ultravioleta (rayos X y gamma). Por otro lado, más importante en el estudio que nos ocupa hoy, ya desde tiempos de Newton, con sus prismas, somos capaces de separar los distintos colores de la luz, permitiéndonos saber cuánta intensidad nos llega de cada color por separado.

Cómo sabemos de qué están compuestas las estrellas

La gracia de saber cuánta luz nos llega de cada color, es que podemos combinar esa información con lo que sabemos acerca de los elementos químicos y las moléculas, puesto que éstos emiten luz de colores muy concretos en función de sus características. Así, podemos saber de qué está compuesta la atmósfera de una estrella simplemente analizando espectralmente su luz.

En esta gráfica se muestra la cantidad de luz que llega de los distintos colores (en este caso, azules) cuantificados mediante su longitud de onda (wavelenght). Se marcan las líneas de hierro (Fe) y helio (He). Crédito: Casares et al.

En esta gráfica se muestra la cantidad de luz que llega de los distintos colores (en este caso, azules) cuantificados mediante su longitud de onda (wavelength). Se marcan las líneas de hierro (Fe) y helio (He). Crédito: Casares et al.

En el trabajo de Casares et al. ellos detectaron una emisión de helio que no esperaban encontrar en una estrella de este tipo. Normalmente en estrellas de tipo Be se observan emisiones de hidrógeno y hierro, entre otros, provenientes del disco que rodea a la estrella y a través del cual está perdiendo masa. Sin embargo en esta estrella (MWC 656 se llama, la pobre) detectaron también una emisión de helio que no debería estar ahí. En el disco de la estrella no se producen temperaturas tan altas como para emitir esa línea, por lo que dedujeron que debía haber otro disco, alrededor de un astro compañero de la estrella, que no estaban viendo.

Cuando dos astros giran uno alrededor del otro generalmente la luz que nos llega de ellos es variable, así que este equipo de investigadores de Canarias, Valencia y Barcelona decidió observar esta estrella durante el tiempo suficiente para ver estas variaciones. Lo que vieron terminó de demostrar que parte de la luz venía de otro objeto, puesto que las línea de hierro y de helio variaban de forma distinta, aunque ambas con el mismo periodo de unos 60 días.

El resto de trabajo necesario para poder asegurar que lo que gira entorno a la estrella es un agujero negro y no, por ejemplo, una estrella de neutrones es bastante más complicado, así que no entraré en detalles. Básicamente si conoces las características de la órbita de los dos astros puedes obtener una relación entre sus masas. Dado que conoces la masa de la estrella, puedes deducir la masa del otro objeto. Y si además sabes que ese objeto no puede ser muy grande… Una masa entre 4 y 7 veces más pesada que el sol concentrada en un espacio pequeño solo tiene un nombre, los famosos agujeros negros.

Toda esta información, obtenida a través de espectros, esta evolución de los prismas de Newton que nos permite, hoy en día, seguir descubriendo formaciones inesperadas ahí fuera.

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Foto de portada: IAC

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