Los temblores estelares

Las astronomía surgió hace miles de años atrás con el estudio del cielo, cuando el hombre en su afán por el conocimiento intentó dar sentido a los complejos movimientos de los astros. En este artículo conoceremos las características de las estrellas y nos sorprenderemos con estos cuerpos celestes que se encuentran a imponentes distancias de la Tierra.

Para los científicos de todos los tiempos, el estudio del espacio exterior siempre ha sido atrayente. El descubrimiento del Sistema Solar es un hito en la historia de la astronomía.

La astronomía es la ciencia que estudia los astros, un astro es cualquier cuerpo celeste con una forma definida, como estrellas, enanas marrones, planetas, satélites, cometas, meteoros, entre otros.

Una de las ramas de la astronomía es la "astrofísica", ésta forma parte de la etapa moderna de la astronomía, estudia la composición, estructura y evolución de los astros con la ayuda de las teorías y técnicas surgidas en la física de principios del siglo XX, tales como como la fotometría, la espectroscopia y el análisis de las ondas de radio emitidas por los cuerpos celestes.

Características de las estrellas

No todas las estrellas tienen la misma intensidad en su brillo, es decir, no tienen la misma luminosidad. Al referirse a la magnitud de una estrella se hace mención al brillo que presenta en el cielo, en otras palabras, a su brillo aparente. Éste no representa en la mayoría de los casos la verdadera luminosidad de la estrella. Es por ello que también existe el término magnitud absoluta, que define el brillo de una estrella basándose en la luminosidad observada si la estrella estuviera situada a 32,6 años luz o 10 parsecs. La temperatura superficial de la fuente emisora y sus dimensiones son factores de los que depende la luminosidad de la estrella, ya que debido a las variaciones constantes en la temperatura se producen las modulaciones que pueden ser observadas y estudiadas por los científicos. Además, las estrellas presentan variaciones en su brillo de acuerdo a la etapa de la vida en la que se encuentren.

Desde la Tierra es posible observar, en una noche oscura, diversidad de estrellas con distintos brillos (magnitud aparente).

Esto conduce a un cambio en sus volúmenes y en sus principales características, esta variabilidad es una manifestación de la pulsación estelar o pulsaciones. El gas que forma parte de las estrellas experimenta un desplazamiento "oscilatorio" que tiene una frecuencia particular de la fuente que emite el pulso, este gas se puede comprimir o expandir debido a dicho desplazamiento, generando cambios o perturbaciones en la temperatura de la estrella.

La luminosidad de las estrellas es variable, y depende de características intrínsecas, como sus dimensiones y temperaturas.

Estos cambios en las temperaturas y las variaciones del radio estelar conllevan a una variabilidad periódica que puede ser observada en el brillo de las estrellas variables. Las pulsaciones estelares son oscilaciones de las estrellas, su frecuencia de pulsación contiene información acerca de la estructura interna de ellas. El análisis de estas inestabilidades brinda la oportunidad de estudiar la constitución interna y el estado evolutivo de estos cuerpos, estudios imposibles de realizar con las técnicas astrofísicas convencionales como la fotometría o espectroscopia, que sólo brindan información de la parte externa de la estrella.

Astrosismología

En la astrosismología, los astrónomos estudian las oscilaciones que se producen en la superficie de las estrellas, siendo este un fenómeno semejante a los terremotos terrestres, pero en este caso producido por el movimiento del gas en el interior de las estrellas. Los astrónomos pueden estudiar el interior de las estrellas gracias al reconocimiento y estudio de sus pulsaciones.

El telescopio espacial Hubble es de tipo reflector, ya que emplea paneles solares para la generación de electricidad.

Las misiones espaciales y el estudio de los fenómenos estelares

Algunas misiones espaciales tienen objetivos específicos de estudio, como el CoRoT (Convection, Rotation and Planetar y Transits) que es un observatorio pequeño, de 630 kg pero muy especializado, cuyos objetivos principales son estudiar el interior de las estrellas y tratar de descubrir planetas alrededor de ellas. El MOST (Microvariability and Oscillation of Stars), en cambio, está diseñado para medir la edad de las estrellas de nuestra galaxia; su misión principal es monitorear las variaciones de luz de las mismas, mediante la observación de un solo objetivo durante un largo periodo de tiempo. Fue lanzado en el año 2003 y posee una masa de 66 kg, aproximadamente.

La atmósfera absorbe una gran cantidad de longitudes de onda, disminuyendo la calidad de las imágenes; por ello los observatorios espaciales representan la solución para obtener imágenes mejor definidas

Kepler es una misión cuya principal carga útil es un telescopio, su objetivo primordial consiste en medir los tránsitos de planetas frente a sus estrellas, utilizando un avanzado fotómetro que permite detectar cualquier mínima diferencia de luminosidad. Como estos acontecimientos son periódicos, se podrá determinar el tamaño y órbita de los planetas extrasolares detectados. El telescopio observará continuamente una región con miles de estrellas y permitirá comprobar si algunos de los planetas tienen un tamaño parecido a la Tierra o incluso mayores.

Los datos y resultados obtenidos con los diversos satélites o sondas siguen produciendo nuevos descubrimientos que le han dado a la astrosismología un gran empuje. El análisis de las oscilaciones sísmicas estelares es de gran interés para los científicos ya que proporcionan técnicas avanzadas para estudiar el interior de las estrellas, como su edad, composición química, rotación y evolución.

La sonda Kepler de la NASA observó por primera vez terremotos estelares, estos han sido determinados por un grupo de científicos, que al examinar datos obtenidos con el telescopio anunciaron el descubrimiento.

Las oscilaciones de las estrellas revelan muchos datos sobre su edad, tamaño y evolución.

Los datos suministrados por dicha sonda también ayudaron a obtener una mayor compresión del Sol, y de la evolución de toda nuestra galaxia, en su conjunto.

El Sol es la estrella más cercana a la Tierra.

Para la investigación de estrellas que se encuentran demasiado lejanas, el estudio consiste en medir las variaciones de luminosidad que se producen cuando la estrella oscila, para ello se utilizan equipos con instrumentos de alta tecnología.

Temblores estelares

Los 'temblores' estelares ofrecen detalles del interior de las estrellas más masivas que el Sol. Según el IAA-CSIC, Instituto de Astrofísica de Andalucía, conocer lo que ocurre dentro de las estrellas es indispensable para datar las poblaciones estelares, construir los modelos cosmológicos, determinar la masa y tamaño de los planetas descubiertos en torno a otras estrellas, entre otros; siendo la astrosismología la única vía para conocer el interior estelar.

El estudio de grandes estrellas será un gran avance para la astronomía en general.

En analogía con los terremotos que ocurren en la Tierra, las estrellas se encuentran continuamente vibrando como si experimentaran temblores o terremotos. Es así que en su interior existen continuas oscilaciones de ondas, que son estudiadas por la astrosismología, que interpreta a las estrellas como cavidades resonantes, cuyos movimientos de gas generan ondas. Algunas ondas se desvanecen, pero otras al encontrar un mecanismo que las sustente alcanzan un estado estacionario deformando la superficie de la estrella, de esta manera se producen distintos modos de vibración u oscilación. Aunado a los cambios de la superficie, se producen variaciones en el brillo y la temperatura. Hasta hace unas décadas los astrónomos no podían obtener información acerca del interior de las estrellas, pero con las nuevas tecnologías y los potentes telescopios que existen en la actualidad, estos son capaces de detectar tales ondas, lo que les da información sobre la estructura interna de las estrellas.

Los investigadores han tomado especial atención a los pulsos emitidos por las estrellas gigantes rojas, mediante la medición de sus sismos estelares o temblores estelares, que ocurren a tal profundidad que alcanzan el núcleo de la estrella en estudio.

Con estos estudios y los hallazgos concebidos directamente de la astrosismología es posible dilucidar los diferentes tipos de gigantes rojas que de otro modo se verían tácitamente idénticas, dando información así del futuro del Sol y de la historia de la galaxia.

Las estrellas gigantes rojas

Las estrellas gigantes rojas son estrellas muy grandes y relativamente frías con una temperatura entre 3000 y 4000 kelvin. Al ojo humano parecen rojas, su tamaño es cientos de veces más grandes que nuestro Sol. Sus vidas son largas y por ello son abundantes. Cuando el Sol comience agotar su principal fuente de combustible -el hidrógeno- el producto de la fusión nuclear -el helio- se acumulará en una capa alrededor del núcleo. Esta capa se quemará con más vigor, por ello se expandirá y extenderá mucho mas allá de la órbita de la Tierra, alrededor de unas 100 veces su tamaño actual. Su destino será convertirse en una gigante roja, permaneciendo en ese estado hasta que los procesos nucleares sean capaces de transformar el helio en carbono, en el centro de la estrella, momento en el que reducirá su tamaño.

A través del análisis de los sismos estelares, los investigadores han descubierto diferencias ocultas en el interior de las gigantes rojas.

La vida misma de una estrella es turbulenta, estas experimentan sismos estelares que dan origen a ondas sonoras que viajan a través de la estrella y llegan a la superficie.

Con el observatorio Kepler fue posible estudiar un centenar de gigantes rojas, descubriendo que las estrellas que se encuentran en la etapa de quemar el hidrógeno revelaron una gama de secuencias de un tipo de vibración similar, mientras las que se encontraban en la etapa de la quema del helio mostraron otro patrón con características semejantes. Estas últimas son mucho más calientes y menos densas, por lo que el sonido y en general sus ondas, viajan más lentamente a través de ellas.