De Henrietta al centro de la galaxia

Es conocido que la astrónoma Henrietta Swan Leavitt descubrió que el período de las estrellas cefeidas está íntimamente relacionado con el brillo, siendo esta propiedad utilizada para calcular distancias con una precisión extrema.

Lo que no era tan conocido es que en el núcleo de nuestra galaxia hubiese cefeidas extremadamente jóvenes. "Se cree que el bulbo central de la Vía Láctea está formado por un gran número de estrellas viejas, pero los datos de VISTA han revelado algo nuevo y muy joven para los estándares astronómicos", afirma Istvan Dékány, autor principal del estudio llevado a cabo con datos del sondeo VVV (VISTA Variables in the Via Lactea).

Imagen 1: Diagrama con la ubicación de las cefeidas recién descubiertas en una ilustración de la Vía Láctea. Créditos: ESO/Microsoft Worldwide Telescope.

Y es que un total de 655 candidatas a cefeidas han sido encontradas en el bulbo de nuestra Vía Láctea, donde 35 de ellas han sido catalogadas como cefeidas clásicas y tras analizarlas, los científicos se han visto sorprendidos por su extraordinaria juventud. "Las 35 cefeidas clásicas descubiertas tienen menos de 100 millones de años de edad. La cefeida más joven puede incluso tener solo unos 25 millones años de edad, aunque no podemos excluir la posible presencia de cefeidas incluso más jóvenes y brillantes", explica Dante Minniti de la Universidad Andrés Bello (Chile), co-autor del estudio.

Este hallazgo proporciona una evidencia sólida de que han estado naciendo nuevas estrellas en el bulbo de la Vía Láctea al menos durante los últimos 100 millones de años.

Hay algo más

Tras analizar las nueves cefeidas, los científicos observaron un delgado disco de estrellas jóvenes en el bulbo galáctico, invisible a sondeos anteriores ya que estaba enterrado tras densas nubes de polvo pero con VISTA ha sido posible observar.

"Esta parte de la galaxia era totalmente desconocida hasta que nuestro sondeo VVV la descubrió", comenta Minniti."Es una demostración de la inigualable capacidad del telescopio VISTA para sondear regiones galácticas extremadamente oscurecidas que no pueden estudiarse en ningún otro sondeo actual o planificado para el futuro", añade Dékány.

VISTA está resultando un sondeo muy productivo, porque previamente a este descubrimiento ya contaba con el hallazgo de otras estrellas variables, nuevos cúmulos de estrellas y explosiones de estrellas.

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VVV es un sondeo público de ESO realizado con el telescopio VISTA que tiene el objetivo de obtener imágenes en diferentes momentos de las partes centrales de la galaxia en cinco bandas del infrarrojo cercano.

Esta investigación se ha presentado en la revista Astrophysical Journal Letters dentro de un artículo que lleva por título “The VVV Survey reveals classical Cepheids tracing a young and thin stellar disk across the Galaxy’s bulge”, por I. Dekany et al.

El equipo que ha llevado a cabo la investigación está formado por I. Dékány (Instituto Milenio de Astrofísica, Chile; Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), D. Minniti (Universidad Andres Bello, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica MAS and Basal CATA, Chile; Vatican Observatory, Vatican City State), D. Majaess (Saint Mary’s University, Canadá; Mount Saint Vincent University, Canadá) , M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile), G. Hajdu (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile), J. Alonso-García (Universidad de Antofagasta, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile), M. Catelan (Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile), W. Gieren (Universidad de Concepción, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile) y J. Borissova (Universidad de Valparaíso, Chile; Instituto Milenio de Astrofísica, Chile).

Artículo científico:

- The VVV Survey reveals classical Cepheids tracing a young and thin stellar disk across the Galaxy's bulge 

Referencias:

- VISTA descubre un nuevo componente de la Vía Láctea 

- VISTA Discovers New Component of Milky Way 

- New Galactic star clusters discovered in the VVV survey (J. Borissova et al., 2011, A&A 532, A131)

- Discovery of VVV CL001 A low-mass globular cluster next to UKS 1 in the direction of the Galactic bulge (D. Minniti et al., 2011, A&A 527, A81)

- Three Galactic globular cluster candidates found in the VVV survey (C. Moni Bidin et al., 2011, A&A 535, A33)

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Al otro lado de la galaxia

Ya ha pasado tiempo desde que se publicara la circular 173 del Harvard College Observatory firmado por Edward C. Pickering el 3 de marzo de 1912. Iba encabezado de la siguiente manera:

"The following statement regarding the periods of 25 variable stars in the Small Magellanic Cloud has been prepared by Miss Leavitt"

[El siguiente trabajo con respecto a los períodos de 25 estrellas variables en la Pequeña Nube de Magallanes ha sido preparada por la señorita Leavitt]

Así eran las primeras líneas de uno de los artículos que cambiaría la concepción de la Astrofísica. El estudio de las posteriormente conocidas como estrellas variables Cefeidas había comenzado gracias a los análisis realizado por Henrietta Swan Leavitt, y aunque no pudo firmar su artículo por su condición de mujer, actualmente se encuentra entre los astrónomos más brillantes.

Figuras 1 y 2: Extractos del artículo original de Leavitt y Pickering. (1) Los períodos se representan en el eje horizontal, expresados en días, y las magnitudes máximas y mínimas, en el vertical. Sorprende la similitud de las curvas de máximos y mínimos. (2) El eje horizontal representa el logaritmo de los períodos y el eje vertical corresponde a las magnitudes.

A través de la Trífida

Como habréis supuesto, hoy hablaremos de Cefeidas. Y para ello pondremos la vista a unos 5.200 años luz en dirección al objeto de Messier número 20, la Nebulosa de la Trífida, objeto muy visitado por telescopios tanto aficionados como profesionales, e incluso por ojos desnudos de quien gozan de buena visión.

Uno de estos ojos que ha fijado su punto en M20 ha sido el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) instalado en el observatorio Cerro Paranal de ESO en Chile. Este telescopio ha escrutado la zona en el infrarrojo buscando objetos que pasan desapercibidos en el espectro visible en lo que está siendo uno de los sondeos más grandes del cielo del hemisferio sur. 

VVV (VISTA Variables in the Via Lactea), que así se llama el sondeo, está revisando las mismas partes del cielo una y otra vez para detectar objetos cuyo brillo varíe con el paso del tiempo, y ha sido una pequeñísima parte de los datos obtenidos los que se han usado para componer esta imagen:

Imagen 3: Nebulosa de la Trífida, de aspecto débil y espectral vista en el infrarrojo. Créditos: ESO/VVV consortium/D. Minniti.

En luz visible, podemos apreciar en la Trífida los caminos oscuros de polvo que la preceden dividiéndola en tres zonas. Destaca el brillo rosáceo emitido por el hidrógeno ionizado y los tonos azules de luz dispersa procedente de estrellas jóvenes, todo ello entre grandes nubes de polvo que no deja ver lo que hay detrás:

Imagen 4: Comparativa de la nebulosa Trífida en luz infrarroja con una visión en luz visible. Créditos: ESO/VVV consortium/D. Minniti/Gábor Tóth.

El descubrimiento

Y ha sido en el infrarrojo donde VISTA, observando a través del polvo de la Trífida, nos ha dado alguna sorpresa ya que la nube de polvo nos ocultaba un secreto situado más allá del centro galáctico: ha revelado la existencia de un nuevo par de estrellas variables Cefeidas situadas a 37.000 años luz de nosotros.

Imagen 5: Posición de las las dos estrellas Cefeidas recientemente descubiertas. Créditos: ESO/VVV consortium/D. Minniti.

Se cree que este par de Cefeidas, con un período de 11 días, pertenecen a un cúmulo estelar, siendo éstas las únicas detectadas hasta ahora tan cerca del plano central al otro lado de la galaxia.

Imagen 6: Posición de las cefeidas conocidas en nuestra galaxia. Justo encima del centro galáctico se puede apreciar el punto que representa el par de estrellas recién descubiertas. Créditos: Astrophysical Journal Letters/I. Dekany et al.

Seguramente que ni la propia Henrietta pensó que se podrían llegar a descubrir estrellas cefeidas al otro lado del centro de la galaxia. Pero los nuevos instrumentos y la tecnología que llegamos a manejar, lo hacen posible. Dentro de unos años, esto nos parecerá normal...

Los resultados de este trabajo se presentaron en la revista Astrophysical Journal Letters bajo el título “Discovery of a Pair of Classical Cepheids in an Invisible Cluster Beyond the Galactic Bulge”, por I. Dekany et al.

El equipo está formado porI. Dékány (Millennium Institute of Astrophysics, Chile; Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile), D. Minniti (Departamento de Ciencias Físicas de la Universidad Andres Bello, Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Chile; Vatican Observatory, Ciudad del Vaticano), G. Hajdu (Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Chile), J. Alonso-García (Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Chile), M. Hempel (Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile), T. Palma (Millennium Institute of Astrophysics, Chile; Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile), M. Catelan (Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile; Millennium Institute of Astrophysics, Chile), W. Gieren (Millennium Institute of Astrophysics, Chile; Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción, Chile) y D. Majaess (Department of Astronomy & Physics de la Saint Mary's University, Canada; Mount Saint Vincent University, Canada).

La imagen 1 es una composición creada con datos del instrumento VIRCAM (VISTA InfraRed CAMera instalado en el telescopio VISTA en los siguientes filtros:

- Banda Infrarroja (filtro J @ 1.25 um)

- Banda Infrarroja (filtro H @ 1.65 um)

- Banda Infrarroja (filtro Ks @ 2.15 um)

Artículo científico:

- Discovery of a Pair of Classical Cepheids in an Invisible Cluster Beyond the Galactic Bulge 

Referencias:

- VISTA Stares Right Through the Milky Way.

- VISTA mirando a través de la Vía Láctea.

- VIRCAM at VISTA.

- Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud.

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La luz también tiene eco

Durante la mayor parte de la vida de una estrella predomina la estabilidad. Pero el hidrógeno, que es su combustible, se agota lentamente debido a la fusión nuclear y, cuando comienza escasear, se inician los cataclismos: las estrellas se vuelven inestables expandiéndose y contrayéndose durante unas semanas. Como consecuencia, su brillo aumenta y disminuye con estas pulsaciones.

El telescopio espacial Hubble (NASA/ESA) ha captado unas espectaculares imágenes de la estrella RS Puppis, un tipo de estrella variable situada a unos 6500 años luz conocido como Cefeida. Es una estrella diez veces más masiva que el Sol y unas 15000 veces más luminosa, aunque cada 40 días aproximadamente su brillo pasa a ser 3000 veces al del Sol, es decir, varía en un factor 5.

Imagen fija de la estrella variable RS Puppis dentro de la nebulosa de gas y polvo que la rodea. Creditos: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collaboration
Agradecimientos: H. Bond (STScI y Penn State University).

RS Puppis es un caso poco usual ya que está rodeada por una nebulosa, algo extraño en estrellas que están llegando a las fases finales de su vida. Las diferentes imágenes que ha ido tomando el telescopio Hubble han hecho posible crear este time-lapse que muestra estas variaciones.

Tras ver el vídeo del time-lapse, además de las variaciones de brillo, destaca también el movimiento aparente de expansión en la nebulosa que rodea la estrella. Este fenómeno es conocido como "eco de luz", y aquí se aprecia sorprendentemente bien debido al polvo presente en la nebulosa. Pero no es dejéis engañar por la imagen: la percepción de que la nebulosa se expande, es una ilusión.

La explicación es que la luz se refleja en las conchas filamentosas de la nebulosa; el brillo se refleja antes en las zonas más cercana a la estrella, siendo posterior más en las más lejanas debido al tiempo que tarda la luz en alcanzarlas. Así es como se provoca este efecto. Es algo similar a lo que sucede con el sonido: el eco tarda más en llegar cuanto más alejado esté el cuerpo que refleja el sonido.

Impresión artística que muestra la ubicación de la cefeida RPS Puppis y la de nuestro Sol. Los 6500 años luz de separación parece realmente poco comparado con la inmensidad de nuestra galaxia. Créditos: ESA/Hubble & ESO.

Gracias a Henrietta S. Leavitt sabemos que el brillo intrínseco de las cefeidas está conectado con el período de las pulsaciones, por lo tanto, sabiendo el período de pulsación, se puede saber el brillo real, y dependiendo de lo atenuado que observemos ese brillo, podemos determinar la distancia a la que se encuentra con una gran precisión. Sirva este texto como un pequeño homenaje a esta gran astrónoma.

NOTA: Un vídeo explicativo (en inglés) con espectaculares imágenes podéis encontrarlo aquí: http://www.spacetelescope.org/videos/heic1323b/

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