Entenent els estels més antics de la Via Làctia

Un equip internacional liderat per un investigador de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) i l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), ha mesurat per primera vegada els paràmetres estel·lars d'una classe d’estrelles molt antigues, conegudes com estrelles subnanes fredes, en la nostra galàxia, la Via Làctia. Les subnanes fredes són estrelles com el nostre Sol, però de massa i radi més petits, que es van formar durant les primeres fases de la Via Làctia i, per tant, contenen informació important sobre la seva estructura i evolució química. El treball s'ha realitzat en col·laboració amb investigadors de la Universitat de Sheffield i els Observatoris Astronòmics Nacionals de l'Acadèmia de Ciències de la Xina, i els resultats es publiquen a la revista Nature Astronomy.

Quan es va formar la Via Làctia, les primeres estrelles es componien principalment d’hidrogen. En astronomia, els elements més pesats que l’hidrogen i l’heli es consideren metalls, i la seva presència en una estrella en determina la metal·licitat. A
mesura que va anar passant el temps i les estrelles van anar morint, el contingut d’aquests metalls en la Galàxia i en les noves estrelles que naixien va anar augmentant. Per tant, les estrelles velles tenen una metal·licitat menor que les més joves.

«Atès que les estrelles velles poden revelar informació important sobre l'estructura i l'evolució química de la Via Làctia, és essencial que els astrònoms en determinin els seus paràmetres estel·lars més bàsics, com ara la massa i el radi», explica
l'investigador de la UPC i de l’IEEC Dr. Alberto Rebassa-Mansergas, que ha dirigit l'estudi. El Dr. Rebassa-Manserga és professor adjunt i investigador del Departament de Física i membre del Grup d'Astronomia i Astrofísica de la UPC.

Com que les estrelles velles són febles i relativament rares a les rodalies del Sol, es coneixen poques subnanes fredes en el nostre veïnatge solar. Actualment, s'han estimat els radis de 88 subnanes fredes i les masses de només sis. Però fins ara no
s’havien pogut mesurar amb precisió els valors de la massa i el radi d’una mateixa subnana freda, fet que deixava els estudis teòrics sobre aquestes estrelles sense poder-se provar.

En el seu treball, els investigadors han trobat la primera subnana freda en un sistema binari eclipsant, un sistema en què dues estrelles s’orbiten mútuament; en aquest cas, es tracta d’una subnana freda i una nana blanca[1]. Als sistemes binaris en els que, vists des de la Terra, una de les dues estrelles passa per davant de l'altra, els astrònoms els anomenen sistemes binaris eclipsants.

«Els sistemes binaris eclipsants ofereixen l'oportunitat de mesurar directament les masses i els radis dels dos components amb una precisió sense precedents», afirma el Dr. Rebassa-Mansergas.

Utilitzant l’instrument HiPERCAM muntat al Gran Telescopio CANARIAS (GTC) de 10,4 metres, a La Palma (Espanya), i l’instrument X-Shooter del telescopi Unit 2 de 8,2 metres del Very Large Telescope (VLT) d’ESO, a Xile, els investigadors van poder determinar amb precisió les masses i els radis dels components estel·lars del sistema binari. Amb aquests valors, juntament amb la temperatura i la lluminositat de l’estrella subnana freda, també obtingudes a partir de les observacions, els autors van ser capaços de validar, per primera vegada, la relació teòrica entre la massa, el radi, la lluminositat i la temperatura de les estrelles més antigues de la nostra galàxia.

Figura: recreació artística del sistema binari eclipsant compost per una estrella subnana freda (en groc) i una nana blanca (en blanc). Crèdit: Mark Garlick.

Nota

[1] Una nana blanca és el romanent d’una estrella com el nostre Sol.

Enllaços

– IEEC
– UPC
– HiPERCAM
– GTC
– X-Shooter
– VLT

Més informació

Aquesta recerca es presenta en un article titulat " Accurate mass and radius determinations of a cool subdwarf in an eclipsing binary ", de Rebassa-Mansergas et al., que apareix a la revista Nature Astronomy el 8 d’abril de 2019.

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia. Com a resultat de més de 20 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.

L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat científica ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat científica CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) amb la unitat científica CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat científica ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC està integrat en la xarxa CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).
 

Contactes

Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona, Espanya
Rosa Rodriguez
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat

Autor Principal
Barcelona, Espanya
Alberto Rebassa Manserga
Departament de Física, Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech
Correu electrònic: alberto.rebassa@upc.edu