La cantidad de materia que poseen las estrellas, es decir, su masa, es un dato de importancia fundamental en la astrofísica. La masa de una estrella determina cómo evolucionará y cómo serán sus etapas finales, por ejemplo, explotando como una supernova y transformándose en un agujero negro o en otro tipo de objeto. La masa determina cuánto tiempo brillará la estrella, cómo influirá sobre su entorno interestelar, qué elementos químicos creará en su interior y un largo etcétera. El conocimiento preciso de la masa de las estrellas permite construir teorías sobre todos los temas mencionados y adecuarlas en gran medida a los objetos reales. Por todo eso, uno de los hitos más importantes en la astronomía consiste en la determinación de la mayor masa posible para una estrella.
Sin embargo, la determinación de la masa de las estrellas es una de las tareas más difíciles de realizar para los astrónomos. Solamente se puede estimar la masa estelar, de modo directo, midiendo la fuerza gravitatoria que una estrella ejerce sobre otra. Esto puede hacerse cuando dos estrellas forman un sistema binario, es decir, ambas estrellas se encuentran ligadas gravitatoriamente y giran en torno a un centro de masas común.
En este caso, el Dr. Roberto Gamen, astrónomo y vicedirector del IALP (CONICET-UNLP), junto a un equipo formado por varios astrónomos de Chile (muchos de ellos argentinos residentes en el país trasandino), han publicado un impactante artículo en la reconocida revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ellos han conseguido medir con precisión la masa de una de las estrellas con mayor cantidad de materia de nuestra galaxia. Se trata del sistema binario WR21a, ubicado a unos 13 mil años luz de nuestro planeta.
El sistema WR21a está formado por dos estrellas masivas (ambas poseen mucha masa), las cuales giran alrededor de un centro de masas común, en órbitas extremadamente alargadas. Además, en el momento en que se produce el mayor acercamiento entre ambas estrellas, las mismas se eclipsan parcialmente, es decir, una estrella cubre una parte de la otra, reduciendo el brillo total del sistema. Las mediciones secuenciales del brillo fueron obtenidas mediante observaciones del satélite TESS (“Transiting Exoplanet Survey Satellite” o “Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito”) de la NASA.
La combinación de estos dos factores: que se trate de un sistema binario y que, a su vez, el sistema sea eclipsante, les ha permitido a los investigadores, estimar la masa de ambas estrellas. La estrella primaria (la más grande) del sistema tiene una masa 93 veces mayor que la de nuestro Sol. La masa de la estrella secundaria es de 53 veces la masa del Sol. De esta manera, el sistema WR21a es uno de los sistemas binarios con componentes extremadamente masivos, en el límite de lo conocido en el universo. Se trata de un laboratorio excepcional para probar teorías astrofísicas.
El hecho de que las estrellas se eclipsen parcialmente en su máximo acercamiento desde el punto de vista de la Tierra es una gran casualidad. Es una coincidencia que muy rara vez ocurre en la naturaleza. Como lo expresa el Dr. Gamen y sus colaboradores en el título del paper: “es un guiño de una estrella masiva”, un regalo de la naturaleza que permite a nuestros investigadores desentrañar uno de sus secretos más guardados: la masa de una de las estrellas más grandes que se conocen.
Investigadores del IALP (CONICET-UNLP): Dr. Roberto Gamen
Investigadores de Chile: Dr. Rodolfo Barbá (Universidad de La Serena, fallecido en diciembre de 2021), Dr. Pablo Martín-Ravelo (doctorando de la Universidad de La Serena, Chile), Dra. Julia Arias (Universidad de La Serena, Chile) y Dra. Nidia Morrell (Observatorio Las Campanas, Chile).
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