Divulgación ¡¡ Primera medida directa de la historia de la masa de una estrella !!

[Alriga]

Hasta ahora no se había podido medir nunca la masa de una estrella aislada. Solo se habían medido con cierta precisión las masas de estrellas en sistemas dobles observando su movimiento relativo y aplicando las Leyes de Kepler. Para estrellas aisladas, su masa se estima ubicándola en la zona del diagrama de Hertzsprung-Russell que le corresponde cuando analizamos su espectro.

En 1919 Arthur Eddington realizó su famosa observación durante un eclipse solar, de como la luz de las estrellas se desvía al pasar cerca del Sol en el ángulo predicho por la Teoría General de la Relatividad (RG), de Albert Einstein. Fue la 2ª gran confirmación experimental de la RG tras el cálculo preciso del desplazamiento del perihelio de Mercurio.

Pues bien, ahora casi 100 años después, la gran potencia de resolución angular del Telescopio Espacial Hubble ha conseguido repetir el experimento midiendo con precisión cómo se desvía la luz procedente de una estrella situada a 5000 años luz al pasar cerca de la enana blanca Stein 2051 B, situada a 17 años luz y que es la 6ª enana blanca más cercana.

Durante los 2 años de duración del experimento, la posición de la estrella lejana ha sido medida con extrema precisión 8 veces en su trayectoria aparente de paso por detrás de Stein 2051 B, (en realidad es Stein 2051 B la que pasa por delante). A partir de la trayectoria aparente, aplicando la RG ha sido posible calcular que la masa de la enana blanca es de 0.675 +/- 0.051 masas solares.



Lo más importante: este trabajo constituye un precedente que establece que es posible medir masas estelares aisladas mediante el efecto de microlente gravitatoria: seguramente a partir de ahora se medirán más masas individuales de estrellas, que contribuirá a mejorar nuestro conocimiento de la física y de la evolución estelar.

El documento científico: Relativistic deflection of background starlight measures the mass of a nearby white dwarf star

El anuncio en la web del Hubble: Hubble Astronomers Develop a New Use for a Century-Old Relativity Experiment to Measure a White Dwarf’s Mass

Y la noticia en castellano: Un sueño de Einstein se hace realidad: pesar una estrella con la gravedad

Saludos.

[carroza]

Re: ¡¡ Primera medida directa de la historia de la masa de una estrella !!

O sea que es como el experimento de eddington pero sin eclipse.

[Alriga]

Re: ¡¡ Primera medida directa de la historia de la masa de una estrella !!

O sea que es como el experimento de Eddington pero sin eclipse.

En efecto, y detallo para otros potenciales lectores que no tengan el tema fresco: en el experimento de Eddington el eclipse era imprescindible para poder fotografiar estrellas cercanas al borde del Sol sin que la cámara quedase deslumbrada por éste.

* En el caso del experimento de Eddington se conocía la masa del Sol, y se comparó el ángulo de deflexión de las estrellas medido con el teórico calculado mediante la Relatividad General (RG), con el fin de comprobar la veracidad de la RG

* Ahora que 100 años después tenemos la certeza de que la RG proporciona resultados correctos a ese nivel, utilizamos los ángulos de deflexión medidos para calcular la masa de la estrella que provoca la deflexión.

En este caso, según dice el estudio, la diferencia de brillo entre la estrella lejana y Stein 2051 B es de 400 veces, nada que ver con la brutal diferencia de brillo de millones de veces existente entre el Sol y cualquier estrella vistos desde la Tierra.

Saludos.

[Alriga]

Hace un par de semanas el compañero Richard R Richard me avisó muy amablemente de una noticia que aparecía en el portal de noticias Cienciaplus el 02/02/2023 que decía que “Observan la luz curvándose alrededor de una enana blanca aislada” y añadía “Es la primera vez que se detecta este efecto en una estrella aislada que no sea nuestro Sol, y la primera vez que se mide directamente la masa de una estrella de este tipo”

Al leerlo lo primero que me vino a la cabeza es que me sonaba que no era la primera vez y que buscaría información sobre ello, aparqué la noticia y se me olvidó. Hoy me he acordado y he llegado a este hilo, como veis de 2017, en donde se reportó la primera medida de la masa de una enana blanca usando el método de la lente gravitacional, en concreto la medida de la masa de Stein 2051 B. Bueno, como Stein 2051 B forma parte de un sistema binario vamos a conceder al titular de Cienciaplus el beneficio de la duda y aceptar que es el “primer caso de una estrella aislada de este tipo”

Realizada la salvedad, la noticia es interesante, un equipo internacional, dirigido por Peter McGill y astrónomos de la Universidad de Cambridge utilizó datos de dos telescopios para medir cómo la luz de una estrella distante se doblaba alrededor de una enana blanca conocida como LAWD 37, lo que provocaba que la estrella distante cambiara temporalmente su posición aparente en el cielo.

LAWD 37 ha sido ampliamente estudiada, ya que está relativamente cerca de nosotros. Esta enana blanca se encuentra a 15 años luz de distancia en la constelación de Musca y debido a eso, tenemos muchos datos sobre ella: tenemos información sobre su espectro de luz, pero la pieza faltante del rompecabezas ha sido la medida de su masa.

McGill y su equipo pudieron usar un par de telescopios, el telescopio Gaia de la ESA y el telescopio espacial Hubble de la NASA, para obtener una medición de masa precisa para LAWD 37 al predecir y luego observar un efecto astrométrico predicho por primera vez por Einstein: el efecto microlente gravitacional.

Usando el satélite Gaia de la ESA, los astrónomos pudieron predecir el movimiento de LAWD 37 e identificar el punto donde se alinearía lo suficientemente cerca de una estrella de fondo para detectar el señal de lente. Usando esos datos de Gaia, los astrónomos pudieron apuntar el Telescopio Espacial Hubble en el lugar correcto en el momento correcto para observar este fenómeno, que ocurrió en noviembre de 2019.

La figura muestra la trayectoria de LAWD 37 en relación con la estrella fuente, que está marcada con un círculo azul. LAWD 37 es la fuente saturada que se mueve de derecha a izquierda. Las fechas de cada época se indican en años julianos

Dado que la luz de la estrella de fondo era muy débil, el principal desafío para los astrónomos fue extraer la señal de lente del ruido. Una vez que extrajeron la señal de la lente, los investigadores pudieron medir el tamaño de la desviación astrométrica de la fuente de fondo, que se escala con la masa de la enana blanca, y obtener una masa gravitatoria para LAWD 37 que es el 0.56 +/- 0.08 de la masa de nuestro Sol. Esto está de acuerdo con las predicciones teóricas anteriores de la masa de LAWD 37 y corrobora las teorías actuales sobre cómo evolucionan las enanas blancas.

El artículo científico aparece en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society con el título First semi-empirical test of the white dwarf mass–radius relationship using a single white dwarf via astrometric microlensing y permite descargar el pdf gratis.

Saludos.

PD. Me fijo ahora que varios de los firmantes de este artículo de la medida de la masa de LAWD 37, son también firmantes del artículo de la medida de la masa de Stein 2051 B.

[Richard R Richard]

Gracias Alriga por hacerte eco, este tipo de noticias siempre me crean dudas de interpretación, pero leyendote, confirmo o se me refutan las ideas que me formulo como autodidacta, Me encanta la "paliza" que lleva dando de pruebas RG por sobre otras teorias gravitatorias que no pueden explicar de manera clara este tipo de observaciones.

Es mas cuando encima los cálculos cuajan con otras teorías de evolución estelar, cada vez es más probabilisticamente hablando que esas teorías sean correctas.

Y sobre lo que carroza decía sobre la necesidad de los eclipces, en necesario en realidad un transito muy cercano y no exacto que ocurra en una escala humana de tiempo posible de esperar, entiendo que son previsibles con los datos que aporta GAIA. Así que no será la última vez que ocurra, sino que son eventos que no suceden muy seguido en el vecindario. Pero que iran aportando la masa de la estrella que desvia la posición de las estrellas de fondo.
Hemos hablado en otros hilos que las lentes con galaxias lejanas, abren ventanas de observación de cruces o anillos de Einstein, pero las escalas de tiempo son mucho mayores proque el cambio de angulo por unidad de tiempo decrece en general con la distancia a los objetos, 15 años luz es muy pero muy cercano respecto de los millones de años luz a las galaxias mas cercanas que podrían crear transito sobre estrellas muy lejanas o cuasares, que la vez serían menos frecuentes de hallar y pronosticar.