Una clase de estrellas que emitían frecuencias discordantes en toda la galaxia se han desenredado. Utilizando datos recopilados por el telescopio espacial TESS de la NASA, los astrónomos finalmente han encontrado un ritmo en las pulsaciones de extrañas estrellas jóvenes.
Ellos se llaman estrellas variables delta Scuti, y giran tan rápido que las estrellas se aplanan ligeramente, revolviendo sus patrones de pulsación y produciendo lo que parece ser un caos.
A partir de ese caos, ahora tenemos orden: modos de pulsación regulares de alta frecuencia identificados en 60 estrellas delta Scuti de masa intermedia, que varían entre 1,5 y 2,5 veces la masa del Sol.
"Las estrellas Delta Scuti claramente pulsan de maneras interesantes, pero los patrones de esas pulsaciones hasta ahora han desafiado la comprensión". dijo el astrónomo Tim Bedding de la Universidad de Sydney en Australia.
"Para usar una analogía musical, muchas estrellas pulsan a lo largo de acordes simples, pero las estrellas delta Scuti son complejas, con notas que parecen estar mezcladas. TESS nos ha demostrado que eso no es cierto para todas ellas".
Las pulsaciones estelares no son un fenómeno inusual. Muchas estrellas tal vez incluso todos ellos – oscilan en patrones rítmicos, causados por ondas acústicas que rebotan dentro de la estrella. Se cree que estas ondas son creadas por convección y el campo magnético de la estrella, y hacen que la estrella se expanda y se contraiga ligeramente, como un latido del corazón. Esto es detectable como variaciones débiles en la cantidad de luz que emite la estrella.
Al igual que los terremotos se pueden usar para explorar las entrañas de la Tierra, las oscilaciones de las estrellas pueden revelar lo que sucede dentro de ellas, que se pueden usar para aprender más sobre propiedades como su edad, composición y temperatura, un campo conocido como asteroseismología.
Para recopilar datos asteroseismológicos, debe mirar las estrellas durante bastante tiempo para recopilar información completa sobre sus variaciones de luz. Y como TESS fue construido exactamente para mirar muchas estrellas a la vez para detectar variaciones de luz, aunque sea de tránsitos exoplanetarios, en lugar de oscilaciones estelares, está resultando ser algo así como un campeón de asteroseismología.
Además de sus observaciones a gran escala en busca de exoplanetas, TESS ha estado monitoreando de cerca a miles de estrellas delta Scuti. Fue en estas últimas observaciones que los investigadores detectaron algo sorprendente: un subconjunto de estrellas delta Scuti que parecían tener patrones de pulsación regulares.
Kepler también tomó observaciones de alrededor de 300 estrellas delta Scuti durante un período de cuatro años, por lo que el equipo agregó esos datos a su búsqueda. Utilizando un software especialmente diseñado, analizaron 92,000 curvas de luz, lo que condujo a la identificación de 60 estrellas con pulsaciones regulares en altas frecuencias.
"Los datos TESS de la NASA han entregado detecciones precisas en una cantidad mucho mayor de estas estrellas que las que teníamos antes". dijo el astrónomo Daniel Huber de la Universidad de Hawai'i. "Esto finalmente ha aclarado la imagen, y pudimos identificar estructuras regulares. Es como las notas de una canción que finalmente cae en su lugar para tocar una hermosa melodía".
Un análisis más exhaustivo de las propiedades del subconjunto que pulsa regularmente de las estrellas delta Scuti está resultando revelador: todas son más jóvenes que las estrellas delta Scuti que continúan desafiando el orden.
Esto es consistente con nuestra comprensión de la evolución estelar: que los espectros de pulsación se vuelven más complejos a medida que las estrellas envejecen. Pero también se puede usar como una herramienta poderosa.
"Podemos usar la información sobre espacios regulares en otras estrellas delta Scuti como diagnóstico de edad". explicó el astrónomo Daniel Holdsworth de la Universidad de Central Lancashire en el Reino Unido.
"La edad de una estrella, o grupos de estrellas, puede ser difícil de determinar con resultados que difieren en un factor de dos. Sin embargo, la asteroseismología tiene el poder de proporcionar edades muy precisas, lo que brinda la oportunidad de ampliar nuestra comprensión de la galaxia que nos rodea. ".
Los datos ya han ayudado a resolver un debate sobre la edad de una estrella delta Scuti llamada HD 31901, que pertenece al Arroyo Piscis-Eridanus de estrellas cerca del barrio solar. Dos cálculos anteriores habían surgido con edades muy diferentes: alrededor de mil millones de años, basados en un gigante rojo que se cree que es parte de la corriente; y 130 millones de años, basados en la rotación de otras estrellas dentro de la corriente.
Los datos asteroseismológicos en HD 31901 sugieren que tiene alrededor de 150 millones de años, lo que respalda la edad más joven de la corriente.
"Esto realmente es un gran avance. Ahora tenemos una serie regular de pulsaciones para estas estrellas que podemos entender y comparar con los modelos". dijo el astrónomo Simon Murphy de la Universidad de Sydney.
"Nos permitirá medir estas estrellas usando la asteroseismología de una manera que nunca hemos podido hacer. Pero también nos muestra que esto es solo un trampolín en nuestra comprensión de las estrellas delta Scuti".
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.