EL VLT de ESO entrega nuevos indicios para ayudar a resolver el misterio del
litio
Esta imagen recorre la vida de una estrella similar al Sol, desde su
nacimiento (izquierda) hasta convertirse en una gigante roja (derecha). A la
izquierda, la estrella se observa como una protoestrella, sumergida en un disco
de polvo y materia a medida que se desarrolla. Posteriormente, se convierte en
una estrella como nuestro Sol. Después de pasar la mayor parte de su vida en
esta etapa, la estrella comienza a calentarse de manera paulatina, expandiéndose
e intensificando su tonalidad, hasta transformarse en una gigante roja.
Una vez que esta fase llega a su fin, la estrella expele sus capas exteriores
hacia el espacio circundante para formar un objeto conocido como nebulosa
planetaria, mientras que su núcleo se enfría y se convierte en un pequeño
remanente denso llamado enana blanca.
En la línea de tiempo inferior se puede ver la etapa en la que se encuentran
nuestro Sol y los gemelos solares 18 Sco y HIP 102152 en este ciclo de vida. El
Sol tiene 4.600 millones de años y 18 Sco alrededor de 2.900 millones de años,
mientras que el gemelo solar más antiguo posee unos 8.200 millones de años (el
gemelo solar más antiguo identificado hasta el momento). Mediante el estudio de
HIP 102152, podemos dar un vistazo a lo que el futuro depara para nuestro
Sol.
Esta animación es sólo ilustrativa; las edades, tamaños y colores son
aproximados (no a escala). La protoestrella puede ser unas 2000 veces mayor que
nuestro Sol. La gigante roja puede ser unas 100 veces mayor que nuestro Sol.
Crédito:
ESO/M. Kornmesser
Imagen de campo amplio de la región que rodea a
la estrella similar al Sol HIP 102152
Imagen de campo amplio de la región que rodea a
la estrella similar al Sol HIP 102152
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HIP 102152, en la constelación de Capricornio (la Cabra Marina),
Ver también
Un equipo internacional liderado por astrónomos
brasileños ha utilizado el Very Large Telescope de ESO para identificar y
estudiar el gemelo solar más antiguo conocido hasta ahora. Situado a 250 años
luz de la Tierra, la estrella HIP 102152 se parece más al Sol que cualquier otro
gemelo solar, con la excepción de tener casi cuatro mil millones de años más.
Este primitivo pero prácticamente idéntico gemelo nos entrega una oportunidad
sin precedentes para apreciar la forma en que el Sol se verá cuando envejezca.
Asimismo, las nuevas observaciones proporcionan, por primera vez, un importante
y claro nexo entre la edad de una estrella y su contenido de litio, y además
sugieren que HIP 102152 podría albergar a planetas terrestres rocosos.
Los astrónomos han observado el Sol a través de telescopios por tan solo 400
años (una pequeña fracción de la edad del Sol, que tiene más de cuatro mil
millones de años). Resulta extremadamente difícil estudiar la historia y futura
evolución de nuestro astro, pero es posible si buscamos inusuales estrellas con
las mismas características, pero en diferentes etapas de sus vidas. Un grupo de
astrónomos acaba de detectar una estrella que, en esencia, es un gemelo idéntico
de nuestro Sol, pero 4 mil millones de años mayor (como una versión real de ‘la
paradoja de los gemelos’) [1].
Jorge Meléndez (Universidad de São Paulo, Brasil), líder del equipo y coautor
del nuevo trabajo, explica: "Durante décadas, los astrónomos han intentado
buscar gemelos solares con el fin de conocer mejor nuestro Sol, el que es capaz
de dar vida. Pero muy pocos han sido encontrados desde que se descubrió el
primero en 1997. Ahora hemos obtenido, a través del VLT, espectros de calidad
excepcional, los que nos permiten analizar a los gemelos solares con extrema
precisión, para intentar responder a la pregunta sobre qué tan especial es
nuestro Sol".
El equipo estudió dos gemelos solares [2], uno que, según se
creía, era más joven que el Sol (18 Scorpii) y otro que se esperaba fuese mayor
(HIP 102152). El espectrógrafo UVES, instalado en el Very Large Telescope (VLT)
de ESO en el Observatorio Paranal, se utilizó para descomponer la luz
proveniente de estas estrellas y poder así estudiar en gran detalle su
composición química y otras propiedades.
Así descubrieron que HIP 102152, en la constelación de Capricornio (la Cabra
Marina), es el gemelo solar más antiguo conocido hasta el momento. Se estima que
posee unos 8.200 millones de años, en comparación con los 4.600 millones de años
de nuestro propio Sol. Por otro lado, se confirmó que la estrella 18 Scorpii
efectivamente era más joven que nuestro astro (con unos 2.900 millones de años
de edad).
El estudio del antiguo gemelo solar HIP 102152 permitirá a los científicos
predecir lo que podría ocurrir con nuestro Sol cuando alcance esa edad, de hecho
ya se logró un importante descubrimiento. "Una de las interrogantes que
queríamos abordar guarda relación con la composición del Sol", dice
Meléndez. "Principalmente, ¿por qué su contenido de litio es tan
sorprendetemente bajo?".
El litio, tercer elemento de la tabla periódica, se creó en el Big Bang junto
con el hidrógeno y el helio. Durante años, los astrónomos se han preguntado por
qué algunas estrellas parecen tener menos litio que otras. Con las nuevas
observaciones de HIP 102152, han dado un gran paso hacia la solución de este
misterio, al determinar una fuerte correlación entre la edad de una estrella
como el Sol y su contenido de este elemento.
Actualmente nuestro Sol
contiene sólo el 1% del litio original que poseía el material a partir del cual
se formó. Estudios de gemelos solares más jóvenes han mostrado que estos
hermanos menores contienen cantidades muy superiores del elemento, pero hasta
ahora los científicos no habían podido demostrar una clara correlación entre la
edad y el contenido de litio presente en una estrella [3].
TalaWanda Monroe (Universidad de São Paulo), autora principal del nuevo
estudio, concluye: "Hemos descubierto que HIP 102152 posee muy bajos
niveles de litio. Esto demuestra claramente, por primera vez, que los gemelos
solares más antiguos efectivamente tienen menos litio que nuestro propio Sol o
gemelos solares más jóvenes. Ahora podemos estar seguros de que las estrellas
destruyen de alguna forma el litio que las compone a medida que envejecen".
[4]
Un giro final en la historia revela que HIP 102152 posee una composición
química inusual, sutilmente diferente a la que posee la mayoría de los gemelos
solares, pero similar a la del Sol. Ambos muestran una baja presencia de
aquellos elementos que son abundantes en los meteoritos y en la Tierra. Este es
un fuerte indicio de que HIP 102152 podría albergar planetas rocosos terrestres
[5].
Notas
[1] La mayoría de las personas han oído hablar de la paradoja de los
gemelos: un gemelo idéntico hace un viaje espacial y regresa a la Tierra más
joven que su hermano. Si bien en este caso no existe un viaje en el tiempo, sí
estamos en presencia de dos edades muy distintas para estas dos estrellas muy
similares (como fotografías tomadas en dos momentos de la vida de nuestro
Sol).
[2] Gemelos solares, análogos solares y estrellas de tipo solar
son categorías de estrellas clasificadas según su similitud con nuestro propio
Sol. Los gemelos solares presentan un parecido mayor, ya que poseen masas,
temperaturas y abundancias químicas muy similares. Estos son bastante raros,
sin embargo, las otras clases, en donde las semejanzas son menos precisas,
resultan ser mucho más comunes.
[3] Estudios anteriores han indicado que el contenido de litio
de una estrella también podría verse afectado si esta alberga a planetas
gigantes (eso0942,
eso0118, Nature
paper), aunque estos resultados han sido objeto de gran discusión (ann1046).
[4] Aún no está claro exactamente cómo se destruye el litio en
las estrellas.
[5] Si una estrella contiene una menor cantidad de los
elementos que comúnmente encontramos en cuerpos rocosos, es porque probablemente
albergue planetas terrestres. Esto se debe a que los planetas rocosos de este
tipo suelen acaparar estos elementos a lo largo de su proceso de formación, el
que se inicia a partir de un gran disco que rodea la estrella. La idea de que
HIP 102152 pueda albergar tales planetas se ve reforzada por el monitoreo de la
velocidad radial de la estrella realizado con el espectrógrafo HARPS de ESO, que
indica que dentro de su zona habitable no existen planetas gigantes. Esto
permitiría la existencia de posibles planetas similares a la Tierra alrededor de
HIP 102152: en sistemas con planetas gigantes cercanos a su estrella, las
posibilidades de encontrar planetas terrestres son mucho menores, debido a que
estos pequeños cuerpos rocosos sufren perturbaciones y variaciones.
Información adicional
Esta investigación fue presentada en un artículo incluido en el simposio
“High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li
depletion from the oldest Sun”, realizado por TalaWanda Monroe y colaboradores,
que aparecerá en la publicación científica Astrophysical Journal
Letters.
El equipo está compuesto por TalaWanda R. Monroe, Jorge Meléndez
(Universidad de São Paulo, Brasil [USP]), Iván Ramírez (Universidad de Texas en
Austin, EE.UU.), David Yong (Universidad Nacional Australiana, Australia [ANU]),
Maria Bergemann (Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemania), Martin Asplund
(ANU), Jacob Bean, Megan Bedell (Universidad de Chicago, EE.UU.), Marcelo Tucci
Maia (USP), Karin Lind (Universidad de Cambridge, Reino Unido), Alan Alves
-Brito, Luca Casagrande (ANU), Matthieu Castro, José-Dias do Nascimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brasil), Michael Bazot (Centro de
Astrofísica de la Universidad de Oporto, Portugal) y Fabrício C. Freitas
(USP).
ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante en
Europa y el observatorio astronómico en tierra más productivo del mundo. Cuenta
con el respaldo de 15 países: Austria, Bélgica, Brasil, República Checa,
Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Italia, Holanda, Portugal, España,
Suecia, Suiza y el Reino Unido. ESO lleva a cabo un ambicioso programa centrado
en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones para la
observación astronómica en tierra, permitiendo así a los astrónomos realizar
importantes descubrimientos científicos. ESO también juega un papel fundamental
a la hora de promover y organizar la cooperación para la investigación en el
campo de la astronomía. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación
únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el
Very Large Telescope (VLT), el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos
telescopios de rastreo. El telescopio VISTA, que funciona en longitudes de onda
infrarrojas, es el telescopio de rastreo más grande a nivel mundial y, por su
parte, el VLT Survey Telescope (VST) es el telescopio de mayor tamaño diseñado
para rastrear de manera exclusiva los cielos en luz visible. ESO es el socio
Europeo de un revolucionario telescopio llamado ALMA, el proyecto astronómico de
mayor envergadura en la actualidad. ESO se encuentra planificando la
construcción y desarrollo de un Telescopio óptico/ infrarrojo de 39 metros. El
European Extremely Large Telescope (E-ELT) será “el ojo más grande del
mundo en el cielo”.
Enlaces
Esta es una
traducción de la nota de prensa de ESO eso1337.
Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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