Lo había dicho Einstein: Observan desviación de la luz

Por Martin Arin

La evidencia proviene de una estrella enana roja que se encuentra girando alrededor de una enana blanca.

La NASA informó hace unas semanas que en los datos de las imágenes del telescopio espacial Kepler se observaron los efectos de una estrella enana blanca desviando la luz de su estrella compañera.

Concepción artística que muestra una densa estrella muerta llamada enana blanca, pasando por delante de su compañera binaria, de color rojo. (NASA / JPL-Caltech )

Aunque ya había sido medido este efecto, estos hallazgos se encuentran entre las primeras detecciones de este fenómeno en sistemas de estrellas binarias o dobles, y que prueban la teoría general de la relatividad de Einstein.

El equipo observó que la enana blanca pasó por delante de su estrella compañera, una enana roja, y su gravedad causó que la luz de ésta se desviara dando un brillo y efectos medibles.

“Con esta detección, se prueba la teoría general de la relatividad de Einstein en un sistema estelar lejano”, dijo Doug Hudgins, científico del programa Kepler de la NASA, Washington.

Efecto lente gravitacional

Una de las consecuencias de la teoría general de Einstein de la relatividad, es que la gravedad desvía la luz. Los astrónomos observan regularmente este fenómeno a menudo llamado lente gravitacional, en nuestra galaxia y más allá.

“Por ejemplo, la luz de una galaxia distante se puede doblar y magnificar por la materia en frente de ella”. Esto se utiliza para descubrir nuevos planetas, sin embargo la NASA destaca que también sirve para obtener “nueva información sobre la materia oscura y la energía oscura, dos ingredientes misteriosos de nuestro universo”, señala la NASA.

Con el efecto de la lente gravitacional se determinó la masa de la enana blanca y la masa y tamaño de la enana roja con gran precisión.

Observaciones

La estrella enana blanca, considerada por los astrónomos como una estrella muerta, representa un núcleo quemado de lo que fue alguna vez una estrella similar a nuestro Sol. En la imagen ilustrativa se observa que se encuentra atrapada con su pareja, una pequeña estrella “enana roja”, con mucho menos masa, que orbita en torno a ella.

“Esta enana blanca es aproximadamente del tamaño de la Tierra, pero tiene la masa del Sol”, destaca el investigador y autor del estudio, Phil Muirhead, del Instituto de Tecnología de California (CALTECH), Pasadena, EE.UU. Los resultados se publicaron el 20 de abril en la revista Astrophysical Journal.

Buscaban planetas, y apareció una enana blanca

“La enana blanca es tan pesada, que la enana roja, aunque de mayor tamaño físico, está dando vueltas a su alrededor”, dice Muirhead.

Cuando el equipo examinó los datos de Kepler, en un sistema estelar llamado KOI-256 (Kepler Object of Interest 256), pensaban que estaban viendo un enorme planeta gaseoso eclipsando a una enana roja.

Muirhead y sus colegas estaban buscando planetas alrededor de las pequeñas estrellas enanas rojas, también conocidas como enanas M. Éstas son mucho más frías y rojas que nuestro amarillo Sol.

Puedes ver los eclipses de una estrella con la otra. Cuando la enana blanca pasa por detrás de la roja (40 veces mayor en diámetro), se produce un eclipse común, y abajo puedes ver la curva de luz (las imagenes de la izquierda). Cuando la enana blanca pasa por delante de la roja, su gravedad es tan alta que distorsiona la imagen de su compañera. (las imagenes de la derecha). Así, esa diferencia de curva de luz es la clave para entender este sistema estelar.

“Vimos lo que parecían ser enormes caídas de brillo en la luz de la estrella, y sospechamos inicialmente que era de un planeta gigante, del tamaño de Júpiter, pasando por delante”, dijo Muirhead.

Recurriendo al telescopio Hale, en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, y usando la velocidad radial (efecto Doppler), descubrieron que la enana roja se tambaleaba alrededor de la enana blanca.

“La oscilación era demasiado grande para ser causada por el tirón de un planeta”, por lo que concluyeron que se trataba de una enana blanca masiva pasando por detrás de la enana roja, y no un planeta gigante gaseoso como Júpiter en el frente.

Luego, las mediciones ultravioleta del sistema estelar KOI-256 tomadas por el explorador Galaxy Evolution (GALEX), de la NASA, realizadas por la Universidad de Cornell, de Nueva York, revelaron que la enana roja era muy activa, consistente con el modelo de que se encuentra atrapada por la órbita de la enana blanca más masiva.

Presta atención al video, que muestra como la luz de fondo se “curva” alrededor de la enana blanca mas pequeña y masiva. Este efecto es la “lente grativacional”.

 Entonces se realizaron nuevas observaciones de Kepler y los astrónomos vieron el momento en que la enana blanca pasó por delante de su estrella, y su gravedad causó que la luz de la estrella se desviara.

“La técnica es equivalente a detectar una pulga en una bombilla de 4.500 kilómetros de distancia, aproximadamente la distancia desde Los Ángeles a Nueva York”, señala Avi Shporer, co-autor del estudio, también de CALTECH.

Características técnicas del sistema

KOI-256 es una binaria eclipsante tipo ePCEB, formada por: 

  1. una estrella enana blanca de Masa = 0,592 + / – 0,089 masas solares, Radio = 0,01345 + / – 0,00091 Radios solares, temperatura superficial = 7100 + / – 700 K) 
  2. una enana roja M3 activa (Masa = 0,51 + / – 0,16 masas solares, Radio = 0,540 + / – 0,014 Radios solares, temperatura superficial = 3.450 + / – 50 K) 

Período orbital de 1,37865 + / – 0,00001 días. 

El tamaño de la enana blanca con respecto al anillo de Einstein durante el tránsito (Rein = 0,00473 + / – 0,00055 Radios solares, hace que la profundidad del tránsito sea menos profundo de lo esperado a partir de la geometría pura, debido al efecto de lente gravitacional.