gov-civil-vilareal.pt¿Por qué tan serio?
>En los meses de invierno, cuando Orión se eleva alto en el cielo, una estrella brillante brilla justo al sureste de él. Incluso si las tres estrellas en el cinturón de Orión no apuntaran casualmente casi directamente hacia él, lo notarías. Después de todo, Sirius es la estrella más brillante del cielo nocturno.
El aparentemente estrella más brillante, debería añadir pedante. Algo de eso se debe a su luminosidad intrínseca (emite aproximadamente 25 veces más energía que el sol), pero aún más importante, está cerca: a una distancia de 8,6 años luz, es el séptimo sistema estelar más cercano al sol.
Y si, es es un sistema. Un binario , para ser claro; un par de estrellas orbitando entre sí. La estrella que vemos con nuestros ojos se llama Sirio A. La compañera, Sirio B, es una enana blanca , el núcleo pequeño y denso de lo que solía ser una estrella normal, pero se quedó sin combustible nuclear y voló sus capas externas. Es muy débil en luz visible, aproximadamente una diezmilésima parte del brillo de A. Eso hace que sea relativamente difícil de ver, y solo se descubrió en 1862. Se sospechaba de su existencia antes de eso; Mediciones cuidadosas incluso en ese entonces mostraban que Sirius parecía oscilar una pequeña cantidad en el cielo. Resulta que se debió a la gravedad de Sirius B tirando de A mientras orbitan entre sí.
En los más de 150 años transcurridos desde entonces, hemos aprendido mucho sobre la pareja, pero lo que encuentro interesante es que preciso las mediciones han sido tremendamente esquivas. Sirius A es mucho más brillante que B que incluso medir su separación entre sí ha resultado difícil. Cualquier fotografía en la que B esté bien expuesta sobreexpone A hasta el punto de la inutilidad.
Imagen del Hubble de una de las estrellas binarias más cercanas al Sol: Sirio A (centro) y su compañera enana blanca B (abajo a la izquierda); A es aproximadamente 10.000 veces más brillante. Crédito: NASA, ESA, H. Bond (STScI) y M. Barstow (Universidad de Leicester
Difícil, pero no imposible. Un equipo de astrónomos dirigido por mi viejo amigo y colega Howard Bond ha estado estudiando Sirius durante bastante tiempo. Han estado observando Sirius usando el telescopio espacial Hubble durante casi 20 años para obtener medidas precisas de las posiciones de las dos estrellas mientras orbitan entre sí. Lo combinaron con mediciones del Observatorio Naval de EE. UU. Que se remontan a 1956 ... y no solo eso, en realidad usaron observaciones desde tan lejos como 1862!
Con toda esta información, finalmente han podido reconstruir una imagen coherente de las dos estrellas , cómo se orbitan entre sí, cuáles son sus características físicas y, quizás lo más interesante, cuál es su historia.
Físicamente, encuentran que Sirio A tiene 2,06 veces la masa del sol, y la enana blanca Sirio B tiene una masa de 1,018 masas solares. Todo muy bien, pero son los tamaños de las estrellas los que son asombrosos. Encuentran que Sirio A tiene un diámetro que es 1,7144 veces el del Sol (las estrellas más masivas son más grandes, así que tiene sentido), ¡pero Sirio B tiene un diámetro de solo 0,008098 del sol! Eso hace que tenga unos 11.270 kilómetros de ancho: ¡más pequeño que la Tierra!
La enana blanca más cercana a nosotros, Sirio B, tiene la masa del Sol pero el tamaño de la Tierra. En comparación, el Sol es más de 100 veces más ancho que la Tierra. Crédito: ESA and NASA 
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Esa es una estrella densa. Un centímetro cúbico (el tamaño de un dado de seis caras) tendría una masa de 2,7 toneladas métricas . Imagínese tomar una camioneta pickup completamente cargada y aplastarla hasta el tamaño de un terrón de azúcar y obtendrá la imagen. Ahora, para ser justos, lo sabemos desde hace décadas, pero estas nuevas mediciones son las más precisas jamás realizadas. Nos ayudarán a comprender la física de las estrellas mejor que nunca.
De hecho, estas medidas precisas de las masas, tamaños, colores y contenido químico de las estrellas permitieron a los astrónomos utilizar modelos físicos para calcular las edades de las estrellas. Sirio A tiene entre 237 y 247 millones de años, mientras que Sirio B tiene 228 millones de años. Las incertidumbres en ambas mediciones son lo suficientemente grandes (10 millones de años aproximadamente) como para que estas estimaciones sean coherentes entre sí, como se esperaba. Podemos suponer que nacieron juntos.
La órbita de Sirio B alrededor de A se determinó utilizando observaciones de Hubble desde 1997 (en realidad, se orbitan entre sí, pero esto se muestra en relación con A). El eje vertical es norte / sur en el cielo y horizontal es este / oeste. Los puntos rojos son las posiciones medidas y los círculos azules son las posiciones al mismo tiempo usando la órbita calculada. Crédito: Bond et al.
La órbita de las dos estrellas también es interesante. Giran entre sí cada 50.1284 años, con una distancia de entre 1.200 y 4.700 millones de kilómetros en lo que obviamente es una órbita altamente elíptica. La última vez que estuvieron más cerca (lo que se llama periastrón) fue a mediados de 1994. Ahora están tan lejos como nunca antes.
Y ese parte conduce a algo realmente muy interesante! Sirio B es el núcleo quemado de una estrella que alguna vez fue muy parecida al sol, aunque más masiva. Probablemente comenzó su vida como una estrella de 5.6 masas solares, ponerlo en los niveles superiores de estrellas normales . Hace algo así como 130 millones de años se quedó sin hidrógeno utilizable en su núcleo para fusionarse en helio. Se hinchó hasta convertirse en una gigante roja, voló sus capas externas y, finalmente, todo lo que quedó fue su denso núcleo inerte: la enana blanca que vemos hoy.
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Pero ese escenario de gigante roja nos lleva a un misterio. En esa masa, Sirius B habría hinchado un lote . Podría haber tenido entre 450 y 500 millones de kilómetros de ancho, ¡tres veces más ancho que la distancia de la Tierra al sol! Pero eso es extraño: en ese entonces, la distancia del periastrón entre Sirius A y B habría sido menor que el radio de Sirius B. En otras palabras, cuando Sirius B se hinchó por completo, ¡Sirius A habría estado dentro!
Este tipo de estrellas se han visto antes; los llamamos binarios de contacto. Por lo general, son dos estrellas que comparten una única atmósfera con forma de maní, pero en este caso, A realmente habría estado dentro de B*. Esto se llama técnicamente fase de envolvente común de un sistema binario cerrado. Pero tiene ramificaciones. Por ejemplo, si las dos estrellas comienzan con una órbita elíptica, esta fase la circularizará. rápido . Sin embargo, ahora, la órbita de las dos estrellas está muy alargada. Eso es extraño. De hecho, otros sistemas binarios se han visto así, y no está del todo claro por qué o cómo las órbitas permanecen elípticas después de la fase de envolvente común.
Me encanta esto, para ser honesto. ¿Cuántas veces he visto a Sirius, con mis propios ojos, a través de binoculares, a través de un telescopio? Cientos? Seguramente miles. Sin embargo, a pesar de ser la estrella más brillante del cielo nocturno, a pesar de estar tan cerca, a pesar de las decenas de miles de horas de observaciones de Sirio en todo el mundo y a lo largo de la historia, aún quedan misterios al respecto. Acerca de ellos .
Oh, ciencia. No me cansaré nunca de ti, porque siempre hay más por saber. Siempre.
*Ahora que lo pienso, nombramos la estrella más brillante de un binario A y la más tenue B. En ese entonces. B habría sido A y A habría sido B. Pero esto fue mucho antes de que los humanos recorrieran la Tierra y construyeran telescopios. Además, esas estrellas habrían estado al otro lado de la galaxia de nosotros en ese entonces. El tiempo cambia las cosas.
