Demuestran la eficacia de los 'terremotos' estelares para estudiar las estrellas masivas

• Estudiar las oscilaciones estelares permite conocer estrellas con precisión
• Investigadores españoles han demostrado la validez de esta técnica
• Se podrán conocer al detalle estrellas masivas y planetas extrasolares

La nube molecular gigante W3 captada por el telescopio espacial Herschel.

Investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han mostrado cómo la técnica de la astrosismología, o el estudio de las oscilaciones estelares, es la única vía para conocer qué ocurre dentro de las estrellas más masivas y calientes que el Sol.

Un estudio ha demostrado que esta herramienta es válida para datar las poblaciones estelares y constreñir así los modelos cosmológicos, o para determinar la masa y el tamaño de los planetas hallados en torno a otras estrellas, entre otros, según ha revelado el IAA-CSIC en una nota.

"Gracias a la astrosismología conocemos con precisión la estructura interna, masa, radio, rotación o evolución de estrellas de tipo solar, pero no habíamos sido capaces de aplicar esta herramienta con eficacia al estudio de estrellas más masivas y calientes", destaca Juan Carlos Suárez, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Sismología estelar

La sismología estelar consiste, en cierto sentido, en concebir las estrellas como cavidades resonantes, donde el movimiento del gas genera ondas sonoras que se propagan. 

Muchas de esas ondas tienden a desvanecerse pero, si existe un mecanismo que las sustente, alcanzan un estado estacionario y deforman la superficie de la estrella, produciendo distintos modos de oscilación, que se observan como cambios locales en brillo y temperatura.

Al atravesar distintas zonas de la estrella, los modos de oscilación se ven afectados y, dependiendo de por dónde han pasado, se concretarán en una deformación u otra en la superficie. 

"Algunos modos son más sensibles a lo que ocurre en el interior, otros a lo que ocurre en superficie y otros al tamaño del núcleo. Y todos dependen de la composición química, estructura interna y edad de la estrella. Nosotros empleamos modelos matemáticos para determinar qué tipo de estructura y características permiten que esos modos se observen", explica Suárez.

Avance en la física estelar

El estudio se ha centrado en un tipo de estrellas conocidas como delta-Scuti, cuya masa fluctúa entre 1,5 y 2,5 veces la del Sol y rotan tan rápido que llegan a deformarse, es decir, que en lugar de ser esféricas tienden a achatarse. 

Debido a la rápida rotación su espectro de oscilaciones resulta muy difícil de interpretar y, aunque se habían detectado patrones estables, se desconocían sus propiedades físicas.

Sin embargo, el reciente resultado ha desvelado una relación entre determinados patrones de oscilación de las estrellas delta-Scuti y su densidad media, muy similar a la que existe en estrellas de tipo solar. 

"Este trabajo da un salto enorme al mostrar que podemos conocer estrellas hasta cuatro veces más masivas que el Sol con el mismo detalle que las de tipo solar", destaca Juan Carlos Suárez.

Conocer mejor los planetas extrasolares

Conocer la densidad media de una estrella permite no solo determinar su masa y radio con exactitud, sino que también posibilita ceñir con precisión el modelo que aporta el resto de características esenciales de la estrella. 

Son unas medidas que resultan indispensables para determinar la masa, radio o edad de los planetas extrasolares -planetas que orbitan estrellas distintas al Sol-.

“Cada vez se descubren más planetas alrededor de estrellas más masivas que el Sol, y este resultado permitirá determinar sus características. Supone un valor añadido para la misión PLATO (de la ESA), que caracterizará sistemas planetarios y aportará valiosa información para comprender el origen y evolución de los sistemas planetarios, imprescindible en la búsqueda de vida más allá de la Tierra", apunta Suárez, miembro del board de la misión PLATO.

Este resultado ha sido posible gracias a la herramienta TOUCAN, un gestor de modelos de astrosismología desarrollado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía y el Observatorio Virtual Español (CAB-INTA-CSIC). 

TOUCAN permite comparar millones de modelos y hacer estudios estadísticos de distintos parámetros, con la ventaja de que se halla integrado en el Observatorio Virtual, de modo que todos los modelos están homogeneizados.