En esta composición de imágenes de Kepler de fotograma completo, las posiciones de algunos de los binarios anchos de la muestra se trazan en amarillo y rojo. Los puntos rojos indican sistemas envejecidos por energía solar. Cuatro de ellos se muestran ampliados, con dos estrellas pertenecientes a amplios sistemas binarios rodeadas de círculos. Los puntos amarillos marcan sistemas de otras épocas, pero ya conocidas. Crédito: AIP/ David Gruner, NASA (Kepler FFI) y ESO
Científicos del Instituto de Astrofísica Leibniz en Potsdam (AIP) y la Universidad de Boston han podido establecer una relación entre la velocidad de rotación de las estrellas en los cúmulos estelares y las que están fuera de ellos, los llamados cúmulos estelares. estrellas de campo, lo que permite determinar la edad de estas últimas.
Los resultados muestran que el método girocronológico se puede aplicar no solo a las estrellas del cúmulo, sino también a las estrellas del campo, y así se puede determinar la edad de muchas más estrellas. Los resultados de la investigación se publican en la revista Astronomía y Astrofísica.
¿Qué edad tiene la estrella? Esta es una pregunta difícil y más fácil de responder para una estrella que se encuentra en un cúmulo estelar. Esto se debe a que todas las estrellas de un cúmulo estelar, independientemente de su tamaño, tienen el mismo origen y, por lo tanto, la misma edad. Al estudiar las propiedades comunes de las estrellas en el cúmulo y sus etapas actuales de evolución, se puede obtener una buena estimación de su edad.
Los científicos ahora están explorando un nuevo campo de la girocronología que puede determinar la edad de las estrellas individuales. Establece una relación entre la rotación de una estrella y su color y edad.
El período de rotación con el que una estrella gira sobre su eje se puede determinar observando su brillo: muchas estrellas tienen manchas oscuras en su superficie, similares a las manchas solares. Cuando una estrella gira y aparece una mancha estelar en el campo de visión del observador, el brillo de la estrella disminuye ligeramente. Al medir estas pequeñas caídas en la intensidad de la luz de la estrella y cuándo se repiten, por ejemplo, con datos del satélite Kepler como se usa aquí, puede medir el período de rotación de la estrella.
Los estudios de estrellas enanas de baja masa en cúmulos han demostrado que las estrellas giran más lentamente con la edad. Al trazar los períodos de rotación de las estrellas contra sus colores en un diagrama, surge un patrón distintivo: las estrellas del cúmulo forman curvas que definen colectivamente el esqueleto de la evolución rotacional, con cada costilla del esqueleto correspondiente a un cúmulo de cierta edad, y cúmulos de edades más antiguas definiendo sucesivamente las costillas superiores. Cada costilla es entonces una curva de igual edad.
Al trazar una estrella de cúmulo en un diagrama, puede determinar su edad usando estas líneas. Sin embargo, debido a que este método se desarrolló sobre la base de los cúmulos de estrellas, hasta ahora no estaba claro si este método de determinación de la edad también funciona para las estrellas fuera de los cúmulos, que constituyen la gran mayoría de las estrellas de nuestra galaxia.
Los trabajos recientes aparecen aquí. Los autores trabajaron con una muestra de más de 300 estrellas binarias anchas. Son sistemas de dos estrellas que se orbitan entre sí y están lo suficientemente separadas como para que no interactúen ni interfieran con su evolución rotacional normal.
Las binarias amplias son estrellas del campo, pero su origen común permite una suposición que también se usa para estrellas en cúmulos: que tienen la misma edad. Esto significa que si las estrellas de campo evolucionan de la misma manera que las estrellas del cúmulo, entonces las dos estrellas de un binario ancho deberían formar una imagen coherente cuando se colocan en la columna vertebral del cúmulo. En otras palabras, si una estrella en un amplio sistema binario se encuentra en la aleta de rotación de un cúmulo en particular, ¿la otra estrella también se encuentra en la misma aleta? Los autores del estudio concluyeron que este es definitivamente el caso.
De hecho, los autores descubrieron que podían dividir las estrellas binarias que estudiaron en varios subgrupos, cada uno asociado con el cúmulo apropiado a la edad apropiada. David Gruner, el autor principal del estudio, y el Dr. un estudiante de AIP en el grupo Stellar Activity dice: “Fue sorprendente ver lo bien que encajaban todos nuestros binarios anchos cuando comenzamos a compararlos con la red troncal del clúster. Incluso los sistemas con estrellas de masas muy diferentes mostraron una notable consistencia en sus ubicaciones en el diagrama, hasta el punto de ser prácticamente indistinguibles de los cúmulos”.
Por lo tanto, se puede suponer que las pocas estrellas que se encuentran sobre el conjunto de aletas del cúmulo son más antiguas que los cúmulos que se han medido hasta ahora. Además, los autores demostraron que en la gran mayoría de los sistemas estudiados, la edad de rotación de un elemento se corresponde con la edad de rotación del otro. Dado que la amplia muestra binaria varió mucho, tanto en términos de distribución del cielo como de otras propiedades estelares, como el contenido de metal, el resultado sugiere que la girocronología probablemente se puede aplicar de manera confiable a las estrellas de campo.
El Dr. Sydney Barnes, jefe del grupo de Actividad Estelar de AIP, agrega: “El trabajo brinda confianza de que, en el futuro, se pueden derivar edades confiables para muchas más estrellas de campo a partir de la tasa de rotación”. Este resultado será importante para la misión del satélite PLATO, que tiene como objetivo no solo descubrir una gran cantidad de estrellas con planetas, sino también determinar sus edades, lo que proporcionará la primera visión de la historia evolutiva de los exoplanetas.
Proporcionado por el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam