gov-civil-vilareal.pt¿Qué tan lejos están las Pléyades?
>He escrito bastante recientemente sobre la misión de Gaia , pero como excusa el reciente lanzamiento de una gran cantidad de datos de segunda generación desde el observatorio espacial es revolucionando una gran cantidad de conocimientos astronómicos básicos.
¿Suena grandioso? Bueno, ¡no es una exageración! Gaia mide con precisión las posiciones, movimientos y colores de más de mil millones de estrellas . Casi no hay forma de hacerlo sin anular una premisa básica o dos.
Por ejemplo, Polaris es un tipo especial de estrella que usamos para encontrar las distancias a otras galaxias, y Gaia ayudó a precisar qué tan lejos está de nosotros, la base misma de nuestra escala de distancias cósmicas, mejor que nunca. Encontró un cúmulo de estrellas previamente desconocido para nosotros y resolvió un viejo misterio sobre una aparente estrella doble que ha sido un dolor de cabeza para los astrónomos aficionados durante décadas.
Eso es solo una probada, un mordisco, un aperitivo . Hay mucho más, y vaya, tengo un montón de notas para más artículos. Pero hubo uno particular Un misterio que estaba emocionado de que Gaia lo resolviera, uno que se ha estado gestando durante muchos años y en realidad es bastante importante. Y es simple preguntar:
¿Qué tan lejos están las Pléyades?
Sencillo de preguntar, pero difícil, muy difícil, de responder con cierto grado de precisión. Los astrónomos han estado tratando de responder a esta pregunta durante mucho tiempo, y las cosas iban bien hasta que, de repente, no iban nada bien. Los diferentes métodos producen diferentes respuestas, y una misión reciente que se suponía ayudaría empeoró las cosas. Realmente esperaba que Gaia pusiera el clavo en el ataúd de este acertijo, y de hecho puede haberlo hecho ... pero me temo que, de alguna manera, las cosas se han vuelto más extrañas.
Una hermosa imagen profunda de las Pléyades, un cúmulo de estrellas cercano. Crédito: Robert Gendler
OK, primero: The Pleaides*es un cúmulo de aproximadamente 1.500 estrellas en la constelación de Tauro. Los pocos más brillantes de ellos forman una forma de cazo distintiva (y comúnmente se confunden con el Cazo Pequeño) y tienen aproximadamente el mismo brillo, lo que los convierte en una vista hermosa y sorprendente. Los binoculares revelan docenas de estrellas y un telescopio cientos.
Todo el grupo de estrellas está a unos 440 años luz de distancia, lo que lo convierte en uno de los más cercanos cúmulos de estrellas para nosotros, por eso es tan obvio en nuestro cielo.
Eso es genial por varias razones. Todas las estrellas de un cúmulo nacen aproximadamente al mismo tiempo y del mismo material, por lo que las diferencias en su apariencia (brillo, etc.) probablemente se deban solo a su masa. Eso simplifica mucho la comprensión de cómo envejecen. El hecho de que las Pléyades estén muy cerca significa que incluso los miembros más débiles pueden ser bien observados, lo que es mucho más difícil para los cúmulos más distantes, y también nos ayuda a comprender lo que está sucediendo en el extremo más ligero de la escala de masas. Obtienes una vista más completa del completo cúmulo, no solo las estrellas más brillantes y más fáciles de ver, y esa información puede llevar a comprender mejor todos los cúmulos.
La distancia al cúmulo es importante, porque entonces puedes obtener números absolutos, como cuán luminosas son las estrellas. Pero esa distancia a las Pléyades no está bien determinada. Se han utilizado una variedad de métodos para tratar de obtener la distancia al cúmulo, algunos de los cuales arrojan una distancia de unos 415 años luz al centro del cúmulo, unos 470. Ese es un rango amplio. Incluso teniendo en cuenta el tamaño físico del cúmulo, que tiene más de 50 años luz de ancho, es una gran incertidumbre.
Se esperaba que esto se resolviera de una vez por todas cuando el satélite Hipparcos entró en el negocio a principios de los años 90. Pero cuando volvieron los datos de las Pléyades, encontraron una distancia de 380 años luz, mucho más cerca que los resultados anteriores. Incluso después de una gran recalibración de los datos de Hipparcos, la distancia calculada no alcanzó casi todos los demás métodos. Es casi seguro que se deba a algún error sistemático en los datos de Hipparcos, pero esa polémica aún continúa hoy .
Entra Gaia. Con su precisión sin precedentes, debería, literalmente, poner a las Pléyades en su lugar.
¡Y lo hace! Pero luego las cosas se ponen raras.
Guillermo Abramson , astrónomo del Centro Atómico Bariloche, CONICET e Instituto Balseiro en Argentina, examinó los resultados de Gaia para el cúmulo y publicó recientemente sus hallazgos.†. Me comuniqué con él sobre su trabajo, y lo hemos estado discutiendo durante algunas semanas, tratando de interpretar los resultados.
Brevemente, usó los datos de Gaia para aislar a los miembros del cúmulo, usando varios métodos para ignorar las estrellas de primer plano y de fondo (un método que se había usado en un estudio anterior utilizando datos de Gaia de primera generación , por consistencia). Encontró casi 1.600 estrellas. Mirando sus distancias desde la Tierra y tomando el promedio, que debería ceder el centro al cúmulo, obtuvo una distancia al centro del cúmulo de 445,5 años luz . ¡Auge! Esto es consistente con mediciones anteriores que utilizan otros métodos, de hecho cerca de la mitad de ellos, y parece mostrar claramente que la medición de Hipparcos es errónea.
Pero…
Mira lo que sucede cuando haces un diagrama de caja en 3D de las posiciones de las estrellas:
Un gráfico en 3D de las posiciones de 1.600 estrellas de las Pléyades; los ejes etiquetados en la parte superior son la posición en el cielo, y el tercer eje a lo largo del lado es la distancia desde la Tierra (en parsecs; 1 pc = 3,26 años luz). Tenga en cuenta que el cúmulo es alargado y que las estrellas más brillantes están todas en el lado cercano del cúmulo. Crédito: Guillermo Abramson
Varias cosas saltan a la vista. La caja se muestra a unos 150 años luz de lado, pero debido a la restricción que Abramson puso en su búsqueda de miembros, el grupo es mucho más pequeño que eso, por lo que solo ocupa la parte central de la figura (el tamaño de la bola representa el brillo, por lo que una bola más grande = una estrella más brillante).
Aún así, ¡puede ver que el grupo parece estar alargado! ¡Ese es un resultado interesante de inmediato! Se había insinuado una forma alargada en investigaciones anteriores. , eso es genial. También debo admitir que sospeché de inmediato que el eje, la dirección del alargamiento, parecía apuntar directamente hacia nosotros (en este gráfico, la dirección hacia la Tierra es hacia abajo). ¡No me gustan las coincidencias! ¿Podría haber algún problema con los datos?
Da la casualidad de que no hace mucho me contactó Chris Anderson , Especialista en Producción y Coordinador del Observatorio del Planetario Faulkner en Idaho. ¡Había leído mis artículos anteriores sobre Gaia y notó que la nueva publicación de datos podría ayudar a resolver el problema de la distancia de las Pléyades! Le dije que ya estaba trabajando en eso y vi el alargamiento del racimo como un problema potencial.
Luego me dijo algo que no sabía: Muchos racimos se alargan y, además, ¡están alargados de tal manera que apuntan hacia el centro de la galaxia! Eso no es una coincidencia: la gravedad de la galaxia puede estirar el cúmulo, tirando de las estrellas más cercanas al centro galáctico con más fuerza que las estrellas del lado opuesto; esto se llama el marea galáctica y, si bien es débil, puede ser suficiente por encima del tamaño de un grupo para alargarlo.
Inmediatamente verifiqué las coordenadas de las Pléyades y, efectivamente, están ubicadas bastante cerca del centro galáctico frente a nosotros. Entonces, si la Vía Láctea está estirando el cúmulo, deberías suponer ese alargamiento para apuntar hacia nosotros. Desde el punto de vista de las Pléyades, ¡estamos en el cielo justo al lado del centro galáctico!
Eso me hizo sentir mejor. Pero entonces apareció algo más extraño. Y está relacionado. Mire de nuevo la trama. Las estrellas más brillantes son las bolas más grandes. ¿Ves algo extraño en ellos?
una pasa al sol reseña del libro
Todos parecen caer a lo largo de una línea en el lado más cercano del grupo, apuntando directamente hacia nosotros.
Eso es bastante extraño. El hecho de que todas las estrellas estén en una línea apuntando hacia nosotros podría estar relacionado con la marea galáctica, pero no puedo pensar en un escenario físico donde las estrellas más brillantes estén todas en un lado del cúmulo, y tan lejos del centrar. Por lo general, las estrellas más masivas (que son las más brillantes) caen hacia el centro del cúmulo. Cada vez que dos o más estrellas se cruzan mientras orbitan el centro del cúmulo, el efecto neto es que las estrellas menos masivas se mueven hacia las afueras del cúmulo y las más masivas caen hacia el centro. Se llama fricción dinámica y es un proceso bastante bien entendido. Así que esto es un rasguño de cabeza.
Cuando vi esto, me pregunté si sería real. ¡Quizás hay algo en los datos que hace que parezca que todas las estrellas brillantes estaban en el lado más cercano del cúmulo!
Por trabajos anteriores, sé que Gaia tiene problemas para obtener medidas para estrellas muy brillantes; inundan los detectores con luz y dificultan la medición precisa de sus posiciones. La Pléyade más brillante, Alcyone, está justo en ese límite, por lo que es probable que tenga una gran incertidumbre en su distancia. Y, de hecho, cuando miras la medida real y la barra de error, ¡Alcyone podría estar en cualquier lugar entre 364 y 465 años luz de distancia de nosotros! Su más como estar en el lado cercano del grupo, pero también podría estar en el otro lado.
Sin embargo, las otras Pléyades brillantes (Atlas, Electra, Maia, Merope, Taygeta, Pleione y Asterope) tienen incertidumbres mucho menores y parece que de hecho yacen en esta lado del grupo. Así que esto es lo contrario de lo que cabría esperar y no tengo una respuesta fácil para ello. Abramson y yo lo hemos discutido extensamente, pero no estamos seguros de qué hacer con él; incluso escribió sobre eso en su propio blog . Tal vez una mirada más cercana a los datos o un análisis más profundo de las interacciones de las estrellas entre sí revelen alguna solución a este rompecabezas.
El cúmulo de las Pléyades pasa a través de una nube de gas y polvo, calentándolo lo suficiente como para que brille en el infrarrojo, donde fue visto por el observatorio astronómico WISE. Crédito: NASA / JPL-Caltech / UCLA
Una idea muy descabellada: quizás los miembros más brillantes ... no lo son. Miembros, eso es. Da la casualidad de que el cúmulo pasa muy cerca de una nube oscura de gas y polvo, iluminada por las estrellas más brillantes de las Pléyades; lo puedes ver en las imágenes del cluster. Esto es solo una coincidencia; las mediciones de los movimientos del cúmulo y el gas muestran que se mueven en diferentes direcciones, por lo que no están relacionados. Pero hace que uno se pregunte si quizás las estrellas más brillantes tampoco son parte del cúmulo y, casualmente, están cerca de él en el cielo.
Esto me parece extremadamente improbable. Tienen aproximadamente el mismo movimiento propio (movimiento a través del cielo) que el propio cúmulo, lo que indica que es muy probable que formen parte de él. Algunas de las estrellas más brillantes tienen movimientos que están un poco fuera del movimiento general del cúmulo (al igual que en una bandada de pájaros, uno o dos pájaros pueden moverse un poco más rápido o más lento o en una dirección ligeramente diferente a los demás) pero no lo suficiente para que yo grite 'j'accuse!' Es de esperar eso en un cúmulo de estrellas donde interactúan gravitacionalmente. Algunos serán tirados y tirados en diferentes direcciones. Lo que vemos allí podría ser simplemente esa distribución normal de velocidades.
Así que ahí lo tienes. Parece que ahora conocemos la distancia al centro de las Pléyades y, por lo tanto, podemos precisar otras propiedades mucho mejor ... pero quedan algunos misterios bastante interesantes. Con suerte, este y otros estudios conducirán a una comprensión física más profunda de la naturaleza del cúmulo y también explicarán por qué las estrellas más brillantes parecen alinearse para nosotros. ¡Me encantaría saber por qué es así!
* Técnicamente, esta palabra es plural y el singular es Pléyade, pero también se usa como sustantivo de grupo o colectivo, por lo que es singular. Entonces, tal vez, ¿a qué distancia están las Pléyades? no es tan fácil de preguntar como pensé al principio. Al menos gramaticalmente.
† Los publicó en el Notas de investigación de la American Astronomical Society , donde los astrónomos pueden publicar rápidamente artículos breves (de menos de 1000 palabras) sobre investigaciones interesantes. Notaré que no está revisado por pares. Piense en esto como un anuncio de la investigación en lugar de un artículo completo y completo.
