Spin puede decir la edad de una estrella

Los astrónomos tienen algunas herramientas para estudiar las estrellas que les permiten calcular edades relativas, como observar su temperatura y brillo. En general, las estrellas rojizas y anaranjadas son más viejas y frías, mientras que las estrellas blancas azuladas son más calientes y más jóvenes. Las estrellas como el Sol pueden considerarse "de mediana edad" ya que sus edades se encuentran en algún lugar entre sus geniales ancianos rojos y sus calientes hermanos menores. La regla general es que las estrellas más calientes y mucho más masivas, como las estrellas azuladas que se muestran en esta imagen, es probable que vivan vidas más cortas. Pero, ¿qué pistas existen para decirles a los astrónomos cuánto durarán esas vidas??

Esta región del espacio contiene estrellas muy calientes y jóvenes. Cuánto viven y cómo mueren dice mucho sobre los ciclos de vida de las estrellas en todo el cosmos. La estrella masiva R136a1 se encuentra en esta región de formación estelar en la Gran Nube de Magallanes (una galaxia vecina a la Vía Láctea). NASA / ESA / STScI

Hay una herramienta extremadamente útil que los astrónomos pueden usar para determinar las edades de las estrellas que se vincula directamente con la edad de la estrella. Utiliza la velocidad de giro de una estrella (es decir, qué tan rápido gira sobre su eje). Como resultado, las velocidades de giro estelares disminuyen a medida que las estrellas envejecen. Ese hecho intrigó a un equipo de investigación en Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, dirigido por el astrónomo Soren Meibom. Decidieron construir un reloj que pueda medir los giros estelares y así determinar la edad de la estrella..

¿Por qué es importante conocer la edad de una estrella??

Ser capaz de determinar la edad de las estrellas es la base para comprender cómo se desarrollan los fenómenos astronómicos que involucran a las estrellas y sus acompañantes a lo largo del tiempo. Conocer la edad de una estrella es importante por muchas razones que tienen que ver con las tasas de formación de estrellas en las galaxias, así como con la formación de planetas.. 

Concepto artístico de un disco protoplanetario alrededor de una estrella recién formada. NASA

También es particularmente relevante para la búsqueda de signos de vida extraterrestre fuera de nuestro sistema solar. Le ha llevado mucho tiempo a la vida en la Tierra alcanzar la complejidad que encontramos hoy. Con un reloj estelar preciso, los astrónomos pueden identificar estrellas con planetas que son tan antiguos como nuestro Sol o más antiguos.

El giro de una estrella cuenta el cuento

La velocidad de giro de una estrella depende de su edad porque se ralentiza de manera constante con el tiempo, como un giro superior en una mesa se ralentiza después de unos minutos. El giro de una estrella también depende de su masa. Los astrónomos han descubierto que las estrellas más grandes y pesadas tienden a girar más rápido que las más pequeñas y ligeras. Existe una estrecha relación matemática entre masa, efecto y edad. Mide los dos primeros, y es relativamente fácil calcular el tercero..

Una impresión artística de una estrella enana blanca en órbita con pulsar PSR J2222-0137. Puede ser la enana blanca más fría y oscura jamás identificada. La velocidad de rotación de esta estrella da a los astrónomos pistas sobre su proceso de envejecimiento. B. Saxton (NRAO / AUI / NSF)

Este método fue propuesto por primera vez en 2003 por el astrónomo Sydney Barnes del Instituto Leibniz de Física en Alemania. Se llama "giroscronología" de las palabras griegas giroscopios (rotación), cronos (tiempo / edad), y logos (estudiar). Para que las edades de giroscronología sean precisas y precisas, los astrónomos deben calibrar sus nuevos relojes estelares midiendo los períodos de rotación de las estrellas con edades y masas conocidas. Meibom y sus colegas estudiaron previamente un grupo de estrellas de miles de millones de años. Este nuevo estudio examina las estrellas en el grupo de 2.500 millones de años conocido como NGC 6819, extendiendo significativamente el rango de edad..

Medir el giro de una estrella no es una tarea fácil. Nadie puede decir simplemente mirando a una estrella qué tan rápido está girando. Entonces, los astrónomos buscan cambios en su brillo causados ​​por manchas oscuras en su superficie, el equivalente estelar de las manchas solares. Esas son parte de la actividad normal del Sol y se pueden rastrear al igual que las estrellas. Sin embargo, a diferencia de nuestro Sol, una estrella distante es un punto de luz no resuelto. Entonces, los astrónomos no pueden ver directamente una mancha solar cruzar el disco estelar. En cambio, observan que la estrella se atenúa ligeramente cuando aparece una mancha solar y se iluminan nuevamente cuando la mancha solar gira fuera de la vista.

Estos cambios son muy difíciles de medir porque una estrella típica se atenúa en mucho menos del 1 por ciento. Y, el tiempo es un problema. Para el Sol, puede llevar días que una mancha solar cruce la cara de la estrella. Lo mismo se aplica a las estrellas con puntos estelares. Algunos científicos lo han solucionado utilizando datos de la búsqueda de planetas de la NASA. Kepler nave espacial, que proporcionó mediciones precisas y continuas de brillos estelares.

Un equipo examinó más estrellas que pesaban entre un 80 y un 140 por ciento tanto como el Sol. Pudieron medir los giros de 30 estrellas con períodos que van de 4 a 23 días, en comparación con el actual período de giro de 26 días del Sol. Las ocho estrellas en NGC 6819 más similares al Sol tienen un período de rotación promedio de 18.2 días, lo que implica que el período del Sol tenía aproximadamente ese valor cuando tenía 2.500 millones de años (hace unos 2.000 millones de años).

Luego, el equipo evaluó varios modelos de computadora existentes que calculan las velocidades de rotación de las estrellas, en función de sus masas y edades, y determinó qué modelo se ajusta mejor a sus observaciones.

Hechos rápidos

• La velocidad de giro ayuda a los astrónomos a determinar la información sobre la edad y la evolución de una estrella.
• Los investigadores estudian continuamente las tasas de rotación para comprender cómo cambian los diferentes tipos de estrellas a lo largo del tiempo.
• Nuestro Sol, como otras estrellas, gira sobre su eje..