El hallazgo aporta nuevos datos sobre la estructura de las estrellas

El Sol está en permanente ebullición. La energía que se genera en el centro de la estrella quiere escapar y, si este suceso no ocurre lo suficientemente rápido, las zonas solares más externas comienzan “a hervir”. Este proceso causa vibraciones que, a su vez, provocan variaciones en la luz de la estrella. Aunque el fenómeno sólo se había observado en estrellas de masa y temperatura semejantes a las del Sol, la comunidad científica barajaba la idea de que otras estrellas más grandes y calientes también podrían experimentar este tipo de variaciones. La teoría se ha tornado realidad gracias a las observaciones realizadas con el satélite de la NASA Kepler. El hallazgo, que aparece publicado en el último número de Nature, sugiere que estas estrellas de mayor tamaño tienen una estructura externa de naturaleza similar a la del Sol, un dato que podría tener implicaciones en el conocimiento de estos cuerpos.

La investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Katrien Uytterhoeven y el investigador del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) Andrés Moya  han participado en este trabajo que dirige la investigadora de la Universidad de Viena Victoria Antoci.

El equipo se ha servido de técnicas de astrosismología para desarrollar el estudio. Al igual que los sismólogos en la Tierra, los investigadores han analizado las frecuencias de las ondas sísmicas de estrellas entre un 50% y un 150% más masivas que el Sol. Su instrumento de trabajo han sido las variaciones de brillo que, desde 2009, el satélite Kepler capta con precisión en más de 170.000 estrellas. Estas variaciones emiten ‘sonidos’ que el equipo ha comparado con los que emiten las oscilaciones solares.

El ‘sonido’ que distingue al Sol se asemeja al de una olla hirviendo y es que, como explican los autores, las variaciones solares se producen por la convección –o ebullición- que experimentan sus capas externas. Los ‘sonidos’ que, hasta el momento, se asociaban con estrellas algo más masivas que el Sol eran diferentes ya que, en lugar de ebullición, sus variaciones surgen por un mecanismo denominado Kappa, que actúa de forma similar a un motor diesel. La convección se sustituye por radiación.

¿Por qué no son iguales? Cuanto más grande es una estrella, menor es su capa convectiva externa, hasta que llega a prácticamente desaparecer. Los procesos de convección responsables de las oscilaciones solares sólo se producen en este envoltorio, lo que explica la diferencia de sonidos a la hora de analizar sus oscilaciones. Los investigadores desconocían dónde se ubicaba la transición entre la existencia o no de esta zona de ebullición. Hasta ahora.

Una estrella, dos ‘sonidos’

El equipo de Moya y Uytterhoeven ha encontrado en HD187547, una estrella del tipo Delta-Scuti, la primera estrella de esa masa capaz de emitir los dos sonidos: el propio de los astros de su tamaño, y el que se asocia al Sol.  Con este descubrimiento, explican los autores, se aporta una evidencia observacional de la teoría que los astrofísicos manejaban desde hace unos diez años: los investigadores intuían que las estrellas de mayor tamaño también debían de experimentar oscilaciones de tipo solar ya que, aunque el envoltorio en ebullición fuera de escasa profundidad (apenas el 1%), la convección debía ser lo suficientemente energética.

El estudio permite conocer en profundidad ese envoltorio conectivo mínimo de este tipo de estrellas masivas. Al tiempo, aporta mayor información sobre una de las partes más enigmáticas de estos cuerpos: su estructura interna. Dado que la HD187547 emite ambos tipos de variaciones, las técnicas astrosismológicas permitirán conocer el interior de la estrella con una precisión sin precedentes.

Los científicos también han determinado que HD 187547 posee unas abundancias inusuales de algunos elementos químicos en su superficie, probablemente como consecuencia de la rotación tan lenta de la estrella. Los elementos más pesados van desapareciendo mientras que los elementos ligeros son empujados hacia la superficie. Este proceso físico se conoce como difusión y, en estrellas como HD187547, aún genera dudas en el seno de la comunidad científica.

Contacto e información complementaria: Katrien Uytterhoeven; IAC. katrien [at] iac.es (katrien[at]iac[dot]es) 922 605 742;  Andrés Moya Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) amoya [at] cab.inta-csic.es (amoya[at]cab[dot]inta-csic[dot]es) 91 8131163