5 mar. 2010

Resuelto el enigma de DI Herculis, la estrella que desafiaba a Einstein


DI Herculis, un sistema de dos estrellas que giran alrededor de un centro común, llevaba treinta años poniendo en jaque a Einstein. Según la Teoría de la Relatividad General, una órbita elíptica como la de DI Herculis debería rotar progresivamente en el mismo sentido en el que orbitan sus estrellas, fenómeno que se conoce como movimiento apsidal y que, aunque se produce, ocurre cuatro veces más despacio de lo que debería.

El año pasado se confirmó que la lentitud de giro se debe a que ambas estrellas giran casi tumbadas, pero la observación y la teoría seguían mostrando discrepancias de un 50%. Ahora, un grupo de astrónomos con participación del CSIC ha publicado nuevas medidas del movimiento apsidal, con modelos estelares mejorados y parámetros estelares (masas, radios y temperaturas) más precisos, que reducen las incertidumbres a un 10%. Los resultados han sido publicados en la revista Astronomy & Astrophysics.

Los investigadores han aportado nuevas medidas del tiempo que transcurre entre cada eclipse, o momento en el que una estrella oculta a otra y que equivale a una órbita, y han mostrado que es mayor de lo que se pensaba: un poco más de 10,55 días. También las temperaturas de ambas estrellas han resultado más elevadas. El equipo de astrónomos asimismo ha adoptado modelos actualizados que apuntan a una mayor concentración de masa en las regiones centrales de las estrellas, lo que implica una ralentización del movimiento apsidal.

Así se ha obtenido un acuerdo entre observación y teoría con un error menor del 10%, del 50% de discrepancia que existía hasta el año pasado, lo que encaja dentro de los errores de observación y en pleno acuerdo con la Relatividad General.

El investigador del CSIC y primer autor del artículo, Antonio Claret, que trabaja en el Instituto de Astrofísica de Andalucía, explica: "Curiosamente, el movimiento apsidal de Mercurio fue una de las primeras aplicaciones de la Relatividad General, pero parecía fallar en este caso".


Los ingredientes del enigma

De hecho, trabajos anteriores de Claret, que lleva más de diez años estudiando esta peculiar estrella binaria, demostraron que en otros sistemas la Relatividad General se ajusta perfectamente, lo que acentuaba el problema de DI Herculis, y también ayudaron a descartar algunas hipótesis para explicar la lentitud del giro de su órbita, como la presencia de una nube interestelar en el sistema o una teoría alternativa de la gravitación.

La hipótesis que mejor explica las anomalías de DI Herculis, formulada en 1985 y confirmada el año pasado, apunta a la inclinación de los ejes de rotación de las estrellas. Como ambas giran sobre sí mismas casi tumbadas, algo poco habitual pero posible en un sistema tan joven, se producen tirones gravitatorios que ralentizan el giro de la órbita. "Utilizando estos resultados la discrepancia fue reducida pero todavía presentaba un significativo desacuerdo, quizá debido a errores en la medición del movimiento apsidal, a modelos estelares anticuados o a parámetros estelares imprecisos", apunta el astrónomo.

Este último estudio ha acabado finalmente con el enigma principal de estas dos estrellas. Sin embargo, quedan aún incógnitas con respecto a DI Herculis: las dos estrellas que forman el par, ambas calientes y masivas, deben haberse formado a partir de una única nube de gas y polvo. De este modo, sus ejes de rotación deberían ser casi perpendiculares al plano en el que orbitan, lo que ocurre en la mayoría de sistemas binarios y sobre todo en aquellos con separaciones pequeñas como DI Herculis (las estrellas distan un quinto de la distancia de la Tierra al Sol). Queda, por tanto, resolver por qué las componentes de este sistema muestran una inclinación tan acentuada y poco común.


A. Claret, G. Torres y M. Wolf. DI Her as a test of internal internal structure and General Relativity. New apsidal motion rate and evolutionary models. Astronomy&Astrophysics.



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