Vea También
 |
| Ilustración de las estrellas gigantes rojas cercanas y lejanas que barren el cielo. Crédito: NASA |
Los astrónomos del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai (IfA) han identificado una colección sin precedentes de estrellas rojas gigantes pulsantes. Utilizando las observaciones del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, los investigadores detectaron las estrellas, cuyos ritmos surgen de ondas sonoras internas y proporcionan los acordes de apertura de una exploración sinfónica de nuestro vecindario galáctico.
Desde su lanzamiento en 2018, TESS ha cazado principalmente exoplanetas-mundos más allá de nuestro sistema solar. Pero sus sensibles mediciones del cambio de brillo estelar hacen que el telescopio sea ideal para observar las oscilaciones estelares o el material dentro de la estructura interna de las estrellas. Se trata de un área de investigación denominada astrosismología.
"Nuestro resultado inicial, utilizando solo un mes de mediciones estelares de los dos primeros años de TESS, muestra que podemos determinar las masas y los tamaños de estos gigantes oscilantes con una alta precisión que solo mejorará a medida que TESS continúe", dijo Marc Hon, becario Hubble de la NASA en el IfA. "Lo que realmente no tiene parangón es que la amplia cobertura de TESS nos permite realizar estas mediciones de manera uniforme en casi todo el cielo".
Esta gran cantidad de gigantes rojas oscilantes se utilizará para realizar estudios detallados sin precedentes utilizando los telescopios terrestres de Maunakea.
"Ya hemos empezado a realizar observaciones de seguimiento de algunas de las bolas extrañas más intrigantes que hemos descubierto en nuestro gran conjunto de datos del TESS, que nos dirán más sobre su origen", dijo Hon. "Solo hemos arañado la superficie del tesoro de datos que permite el TESS".
Hon presentó la investigación el miércoles durante la Conferencia Científica de TESS, un evento que se celebra virtualmente del 2 al 6 de agosto y que cuenta con el apoyo del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge, donde los científicos discuten los últimos resultados de la misión. Es el autor principal del estudio, que ha sido aceptado para su publicación en la revista Astrophysical Journal, con coautores como sus colegas del IfA Jamie Tayar y Daniel Huber.
Ampliación de las oportunidades
Las oscilaciones en el Sol se observaron por primera vez en la década de 1960. Pero las oscilaciones de tipo solar en miles de estrellas no se detectaron hasta el telescopio espacial Convección, Rotación y Tránsito Planetario, dirigido por Francia, que funcionó entre 2006 y 2013. Las misiones Kepler y K2 de la NASA, que realizaron un estudio entre 2009 y 2018, encontraron decenas de miles de gigantes oscilantes. TESS está ampliando el acceso a estas oscilaciones a través de sus observaciones en el espacio.
"Con una muestra tan grande, los gigantes que podrían ocurrir solo un uno por ciento de las veces se vuelven bastante numerosos", dijo Tayar, becario postdoctoral de Hubble en el IfA. "Ahora podemos empezar a pensar en encontrar estrellas aún más raras".
TESS monitoriza grandes franjas del cielo durante aproximadamente un mes cada vez utilizando sus cuatro cámaras, cubriendo alrededor del 75% del cielo durante su misión primaria de dos años. Cada cámara captura una imagen completa de 24 por 24 grados (48 veces el tamaño de la Luna en nuestro cielo) cada 30 minutos. Desde finales del verano de 2020, las cámaras recogen estas imágenes a un ritmo aún más rápido.
Las imágenes se utilizan para generar curvas de luz (gráficos de cambios de brillo) de casi 24 millones de estrellas, cada una de las cuales abarca 27 días, el tiempo que TESS observa una parte del cielo. Para examinar esta inmensa acumulación de mediciones, Hon y sus colegas enseñaron a un ordenador a reconocer los gigantes pulsantes. El equipo utilizó el aprendizaje automático, una forma de inteligencia artificial que entrena a los ordenadores para que tomen decisiones basadas en patrones generales sin programarlos explícitamente.
Para entrenar el sistema, el equipo utilizó las curvas de luz Kepler de más de 150.000 estrellas, de las cuales unas 20.000 eran gigantes rojas oscilantes. Cuando la red neuronal terminó de procesar todos los datos de TESS, había identificado 158.505 gigantes pulsantes.
El equipo determinó los colores y las distancias de cada gigante utilizando datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, y trazó las masas de estas estrellas en el cielo. Una predicción fundamental en la astronomía galáctica es que las estrellas más jóvenes y de mayor masa deberían estar más cerca del plano de la galaxia, marcado por la alta densidad de estrellas que crean el brillo de la Vía Láctea en el cielo nocturno.
"Nuestro mapa demuestra por primera vez que este es el caso en casi todo el cielo", dijo Huber. "Con la ayuda de Gaia, TESS nos ha dado ahora entradas para un concierto de gigantes rojas en el cielo".
Fuentes, créditos y referencias:
Marc Hon et al, A 'Quick Look' at All-Sky Galactic Archeology with TESS: 158,000 Oscillating Red Giants from the MIT Quick-Look Pipeline, arXiv:2108.01241v1 [astro-ph.SR] arxiv.org/abs/2108.01241