12 de julio de 2020
24 de julio de 2019

El binario eclipsante más rápido, objetivo para ondas gravitacionales

El binario eclipsante más rápido, objetivo para ondas gravitacionales
Observatorio Kitt Peak - NOAO

   MADRID, 24 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Observaciones con un nuevo instrumento en el telescopio de 2,1 metros en el Observatorio Kitt Peak han llevado al descubrimiento del binario de enana blanca eclipsante más rápido hasta ahora conocido.

   Con un período orbital de solo 6,91 minutos, se espera que estas estrellas que orbitan rápidamente sean una de las fuentes más fuertes de ondas gravitacionales detectables con LISA, el futuro detector de ondas gravitacionales basadas en el espacio.

   Después de expandirse a una gigante roja al final de su vida, una estrella como el Sol eventualmente se convertirá en una enana blanca densa, un objeto con una masa como la del Sol comprimida hasta un tamaño comparable al de la Tierra.

   De manera similar, a medida que las estrellas binarias evolucionan, pueden engullir a su compañero en la fase de gigante roja y la espiral muy juntos, dando lugar a un binario de enana blanca. Se espera que las binarias enanas blancas con órbitas muy cerradas sean fuentes fuertes de radiación de ondas gravitacionales. Aunque se anticipa que serán relativamente comunes, tales sistemas han demostrado ser esquivos, con solo unos pocos identificados hasta la fecha.

   Un nuevo estudio del cielo nocturno, actualmente en curso en el Observatorio Palomar y el Observatorio Nacional Kitt Peak, está cambiando esta situación. Cada noche, Zwicky Transient Facility (ZTF, por sus siglas en inglés) de Caltech, un sondeo que usa el telescopio de 48 pulgadas en el Observatorio Palomar, escanea el cielo en busca de objetos que se mueven, parpadean o varían de brillo.

   Los candidatos más prometedores son seguidos con un nuevo instrumento, el demostrador de multiplicación de electrones (KPED) Kitt Peak de 84 pulgadas, en el telescopio Kitt Peak de 2.1 metros para identificar binarios eclipsantes de corto período. KPED está diseñado para medir con velocidad y sensibilidad el brillo cambiante de las fuentes celestes.

   Este enfoque ha conducido al descubrimiento de ZTF J1539 + 5027 (o J1539 para abreviar), un binario eclipsante de enana blanca con el período más corto conocido hasta la fecha, solo 6,91 minutos. Las estrellas orbitan tan juntas que todo el sistema podría encajar dentro del diámetro del planeta Saturno.

   "A medida que la estrella tenue pasa frente a la más brillante, bloquea la mayor parte de la luz, lo que da como resultado el patrón de parpadeo de siete minutos que vemos en los datos de ZTF", explica el estudiante graduado de Caltech Kevin Burdge, autor principal del artículo que informa sobre la Descubrimiento, que aparece en la edición de este miércoles de la revista 'Nature'.

   Se prevé que las enanas blancas que orbitan cerca se enrosquen cada vez más cerca, a medida que el sistema pierde energía al emitir ondas gravitacionales. La órbita de J1539 es tan estrecha que se prevé que su período orbital será considerablemente más corto después de unos pocos años. El equipo de Burdge pudo confirmar la predicción de la relatividad general de una órbita cada vez más pequeña, al comparar sus nuevos resultados con los datos de archivo adquiridos en los últimos diez años.

   J1539 es una de las pocas fuentes conocidas de ondas gravitacionales (ondulaciones en el espacio y el tiempo) que será detectada por la futura misión espacial europea LISA (Interferómetro Láser Interferómetro Láser), que se espera que se lance en 2034. LISA, en que la NASA desempeña un papel, será similar al LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser) de la National Science Foundation, que hizo historia en 2015 al realizar la primera detección directa de ondas gravitacionales de un par de agujeros negros en colisión. LISA detectará ondas gravitacionales desde el espacio a frecuencias más bajas.

   El telescopio de 2,1 metros de Kitt Peak, el segundo mayor telescopio que se construyó en el lugar, ha estado en funcionamiento continuo desde 1964. Su historia incluye muchos descubrimientos importantes en astrofísica, como el bosque de Lyman-alfa, la primera enana blanca pulsante o el primer estudio exhaustivo de la frecuencia binaria de estrellas como el Sol.

    "Estas maravillosas observaciones son una prueba más de que la ciencia de vanguardia se puede hacer en telescopios de tamaño modesto, como los de 2,1 metros en la era moderna", destaca Chris Davis, Oficial de Programas de la NSF para NOAO.

   Tan notable como es, J1539 se descubrió con solo una pequeña parte de los datos esperados de ZTF. Se encontró en el análisis inicial del equipo ZTF de 10 millones de fuentes, mientras que el proyecto finalmente estudiará más de mil millones de estrellas.

   "Solo unos meses después de conectarse, los astrónomos de ZTF han detectado enanas blancas orbitando entre sí a un ritmo récord", dice la Directora Asistente de Ciencias Naturales y Físicas de la NSF, Anne Kinney. "Es un descubrimiento que mejorará en gran medida nuestra comprensión de estos sistemas, y es una muestra de sorpresas que aún están por venir".