Publicado 21/07/2020 14:27CET

Telescopios de rayos gamma miden diámetros de estrellas distantes

Telescopios de rayos gamma miden diámetros de estrellas distantes
Telescopios de rayos gamma miden diámetros de estrellas distantes - CFA, M. WEISS

   MADRID, 21 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Al revivir una técnica capaz de combinar telescopios de rayos gamma especializados en un instrumento virtual gigante, científicos han medido los diámetros de estrellas a cientos de años luz.

   El equipo utilizó los cuatro telescopios VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) en Estados Unidos como un instrumento combinado para determinar el tamaño de Beta Canis Majoris, una estrella gigante azul ubicada a 500 años luz del sol, y Epsilon Orionis, un estrella supergigante azul ubicada a 2.000 años luz del sol.

   La técnica de interferometría de intensidad estelar, demostrada por primera vez hace casi 50 años, también podría ser un uso secundario para otros observatorios de rayos gamma, incluida la próxima CTA (Cherenkov Telescope Array). El equipo dirigido por astrónomos del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA) y la Universidad de Utah publica sus hallazgos en la revista Nature Astronomy.

   "Una comprensión adecuada de la física estelar es importante para una amplia gama de campos astronómicos, desde estudios de exoplanetas hasta cosmología, y, sin embargo, a menudo son vistos como fuentes puntuales de luz debido a sus grandes distancias de la Tierra", dijo Nolan Matthews, de la Universidad de Utah. "La interferometría ha sido ampliamente exitosa en lograr la resolución angular necesaria para resolver espacialmente las estrellas y hemos demostrado la capacidad de realizar mediciones de interferometría de intensidad óptica con una variedad de muchos telescopios que a su vez ayudarán a mejorar nuestra comprensión de los sistemas estelares".

   Por lo general, los telescopios VERITAS monitorean el cielo en busca de destellos azules tenues de luz de Cherenkov --una radiación de tipo electromagnético producida por el paso de partículas cargadas eléctricamente en un determinado medio a velocidades superiores a la velocidad de fase de la luz en ese medio-- que se producen cuando los rayos gamma del cosmos golpean la atmósfera de la Tierra. Sin embargo, estas observaciones se limitan a las horas oscuras sin luna.

   El equipo utilizó un tiempo durante el cual VERITAS no puede realizar sus observaciones normales en diciembre de 2019. "La electrónica moderna nos permite combinar computacionalmente las señales de luz de cada telescopio. El instrumento resultante tiene la resolución óptica de un reflector del tamaño de un campo de fútbol", dijo el investigador principal, David Kieda, de la Universidad de Utah. "Esta es la primera demostración de la técnica original de Hanbury Brown y Twiss utilizando una variedad de telescopios ópticos".

   El equipo observó ambas estrellas durante varias horas. Las mediciones dieron como resultado diámetros angulares de 0,523 miliarcosegundos para Beta Canis Majoris y 0,631 miliarcosegundos para Epsilon Orionis. Un miliarcosegundo es aproximadamente del tamaño de una moneda de dos céntimos de euro encima de la Torre Eiffel en París, visto desde Nueva York.

   "Los valores medidos para ambas estrellas están en buen acuerdo con las mediciones anteriores con la misma técnica realizada con los telescopios Narrabri en la década de 1970", dijo el científico de DESY Tarek Hassan, quien participó en el análisis de las mediciones de VERITAS. Los telescopios Narrabri fueron los primeros instrumentos que realizaron mediciones estelares utilizando la interferometría de intensidad estelar y estuvieron en funcionamiento desde 1963 hasta 1974. El equipo de VERITAS demostró mejoras tanto en la sensibilidad de la técnica como en su escalabilidad mediante la electrónica digital.

   Los científicos han demostrado que se pueden combinar docenas de telescopios utilizando electrónica moderna. Esto podría ser una opción interesante para el futuro CTA. Será el observatorio de rayos gamma más grande del mundo. CTA contará con telescopios de rayos gamma en tres clases de tamaño. "CTA empleará hasta 99 telescopios con línea de base de un kilómetro en el hemisferio sur y 19 telescopios con varias líneas de base de cientos de metros en el hemisferio norte", explicó Hassan. "Realizar mediciones de interferometría de intensidad estelar con el futuro CTA nos permitiría estudiar estrellas con una resolución angular sin paralelo".

   La interferometría de intensidad no solo podría permitir a los científicos determinar los diámetros de las estrellas, sino también obtener imágenes de superficies estelares y medir las propiedades de sistemas como estrellas binarias interactivas, estrellas que giran rápidamente o la pulsación de variables Cefeidas, entre otras. Con el diámetro aparente de algunas estrellas muy pequeñas en el cielo utilizando el método de ocultación de asteroides, el nuevo estudio es un indicador más de que los telescopios de rayos gamma y sus científicos son más de lo que parece.

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