gov-civil-vilareal.pt¿Qué tan lejos está Polaris?
>A veces descubro que algo que debería ser obvio, algo que deberíamos haber sabido hace mucho tiempo, todavía no es tan conocido.
Como, por ejemplo, la distancia a Polaris. Es la 48a estrella más brillante del cielo nocturno y es la estrella del norte . De curso ¡sabemos lo lejos que está!
Excepto que hasta hace poco no lo hicimos. ¡Pero ahora lo hacemos!
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Y aquí vienen mis palabras favoritas para escribir: OK, déjame explicarte.
Polaris se celebra porque se encuentra cerca del Polo Norte Celeste. Esto se define por la Tierra girando: si estás parado exactamente en el Polo Norte de la Tierra, el polo Celeste está hacia arriba, directamente encima de ti. Debido a que la Tierra gira, el cielo parece girar alrededor de este punto (o el Polo Sur Celeste si vives al sur del Ecuador). Da la casualidad de que una estrella brillante de regular a mediana está muy cerca de este lugar: Alpha Ursae Minoris. Si puede detectar esta estrella, puede encontrar el norte, lo que la convierte en un hito cósmico bastante importante. Su posición es la razón por la que lo llamamos Polaris, después de todo.
Aquí, deja que este chico te explique:
Entonces Polaris es importante debido a donde lo es ... pero resulta que es importante debido a qué Es también. Polaris es una estrella variable, que cambia su brillo hacia arriba y hacia abajo con el tiempo. El cambio no es enorme, menos del 20%, y va de más tenue a más brillante y viceversa cada cuatro días aproximadamente. El brillo varía porque, en parte, Polaris se agranda y encoge físicamente. El mecanismo es un poco complejo , y tiene que ver con el helio en la atmósfera de la estrella que absorbe energía, pero lo importante es que se vuelve más brillante cuando crece y se atenúa a medida que se encoge.
Las estrellas que hacen esto se llaman variables cefeidas, después de la primera descubierta, Delta Cephei . Ellos son críticamente importante para la astrofísica, porque fue descubierto (por el astrónomo Henrietta Swan Leavitt en 1908) que el tiempo que tardó una variable Cefeida en recorrer su brillo estaba relacionado con su luminosidad absoluta , cuánta energía emite. Eso significa que si puede medir su período, puede obtener su luminosidad. Si luego mides su aparente brillo de la tierra, puedes obtener su distancia . Las estrellas se atenúan con la distancia según una ley bien entendida, así que si tienes el brillo aparente y absoluto, boom. Distancia encontrada.
Ursa Minor sería simplemente otra constelación pasada por alto si no tuviera la parte superior del cielo dentro de sus fronteras. Crédito: Rogelio Bernal Andreo
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Y esa es la clave. Las cefeidas son estrellas masivas y luminosas, tan brillantes que pueden verse en otras galaxias. Si puedes medir el cambio de brillo de una cefeida en otra galaxia, ¡puedes encontrar la distancia a esa galaxia! Eso es exactamente lo que hicieron Edwin Hubble y su equipo a principios del siglo XX, demostrando que las galaxias estaban muy, muy lejos, algo que se debatió acaloradamente hasta entonces.
Todavía usamos Cefeidas como base de la escala de distancia extragaláctica. Tenemos muchas otras formas de medir distancias a las galaxias, pero en esencia dependen de que veamos Cefeidas en galaxias cercanas y las usemos para calibrar los otros métodos. De hecho, esa es una de las principales razones por las que se construyó el telescopio espacial Hubble. Puede ver muchas cefeidas en galaxias cercanas, así como otros tipos de estrellas y objetos (como estrellas en explosión) que se utilizan para medir la distancia a galaxias más lejanas.
Y ahora ves por qué Polaris es tan importante. Es la variable cefeida más cercana a la Tierra, por lo que conocer su distancia es muy importante.
Utilizando paralaje y otros métodos han arrojado resultados contradictorios, ¡con distancias reportadas de 320 a más de 800 años luz! Los mejores tienden a agruparse alrededor de 430 años luz, pero con cierta incertidumbre.
Pero el nuevo trabajo puede haber clavado esto considerablemente . Los astrónomos observaron los datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está observando más de mil millones de estrellas (sí, mil millones ) para registrar sus brillos, posiciones y críticamente los cambios en sus posiciones a lo largo del tiempo. Esto determina el paralaje de la estrella (explico cómo funciona eso en Crash Course Astronomy: Distancias ), y de ahí obtenemos la distancia.
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Irónicamente, ¡Polaris es demasiado brillante para medir con Gaia! Domina a los detectores, que están diseñados para observar estrellas más débiles. Sin embargo, te he estado mintiendo un poco: Polaris no es una estrella; es en realidad Tres : una supergigante caliente y luminosa con una estrella más fría (aunque aún más caliente que el Sol) orbitando alrededor de ella, y una tercera estrella orbitando el par binario más lejos. La supergigante es la que pulsa.
La buena noticia es que la estrella más lejana, llamada Polaris B, es lo suficientemente débil como para que Gaia la mida. Resulta estar a 447,08 años luz de la Tierra. Curiosamente, esto indica que Polaris B es más brillante de lo esperado para una estrella de este tipo; puede ser un binario en sí mismo, o un binario fusionado (con las dos estrellas componentes fusionándose físicamente para formar una sola estrella).
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¡Pero esto significa que también conocemos la distancia a Polaris Aa, la supergigante! Y eso significa que podemos encontrar características aún más interesantes que tiene. Su tamaño en el cielo (qué tan grande se ve) se ha medido usando técnicas interferométricas, y con la distancia esto significa que podemos determinar que es físicamente 46 veces más ancho que el Sol. Esa es grande . Pero entonces, es una supergigante. También tiene alrededor de 6,5 veces la masa del Sol y es aproximadamente 2.500 veces más luminosa. Así que sí, es una bestia.
Además, resulta que hay más de un tipo de cefeida (y en realidad se vuelve bastante complicado ), y esto afecta su relación período-luminosidad. No se sabía qué tipo de Polaris es, pero la nueva distancia lo aclara y puede usarse para ayudar a los astrónomos a comprender los diferentes tipos de cefeidas.
Encuentro todo esto fascinante por la ciencia, por supuesto, pero también por las implicaciones. Polaris ha sido la estrella polar durante siglos (pero no siempre; la Tierra se bambolea mientras gira , haciendo un bamboleo completo una vez cada 26.000 años más o menos, y que mueve el Polo Norte Celeste alrededor del cielo en un gran círculo) e históricamente ha sido una baliza de navegación, fundamental para la exploración global. Y sin embargo, a pesar de todo, nuestro conocimiento de la estrella en sí era confuso, todo porque realmente no sabíamos qué tan lejos estaba.
Y ahora lo hacemos. Y es gracias a Gaia ... y de nuevo, tengo que preguntarme. Qué demás ¿Tendrá esta vasta base de datos de información estelar de Gaia almacenada para nosotros? ¿Qué otros tesoros astronómicos esperan ser descubiertos?
