Estudian las pulsaciones de las estrellas roAp, cuya superficie cambia de forma constante

La misión TESS (MIT-NASA), que examinará más de doscientas mil estrellas a lo largo de sus dos años de vida, constituye uno de los proyectos para la búsqueda de exoplanetas más importantes del momento. Pero sus datos también proporcionarán un punto de vista privilegiado de la física de las estrellas a través del estudio de sus pulsaciones. Un trabajo, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), difunde los resultados de la primera luz del satélite, centrados en un tipo de estrellas peculiares y poco conocidas, las estrellas roAp.

Impresión artística de una estrella de tipo roAp, destacando su complejidad. La diversidad de los fenómenos físicos que tienen lugar en sus capas externas convierte a estas estrellas en los objetos idóneos para construir modelos de física estelar. Fuente: ictoria Antoci (Stellar Astrophysics Centre, Aarhus University).

Las estrellas muestran cambios periódicos en su superficie. Conocidos como pulsaciones (u oscilaciones), su estudio permite determinar la composición y estructura del interior estelar, así como su masa, densidad o edad. Un equipo internacional de astrónomos, con participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y de la Universidad de Granada, buscó pulsaciones en una muestra de cinco mil estrellas observadas en los primeros dos meses de observación de TESS y detectaron cinco estrellas de tipo roAp.

Estas estrellas, cuyo nombre procede de su rápido ritmo de oscilación (“ro”, del inglés rapidly oscillating), son estrellas de tipo A, más masivas que el Sol, que muestran además campos magnéticos extraordinariamente intensos y una composición química peculiar, con sobreabundancia de algunos elementos pesados, como estroncio o cromo.

Distribución de los elementos químicos en una estrella de tipo Ap. Fuente: Oleg Kochukhov (Dep. of Physics and Astronomy, Uppsala University).

«Los datos de TESS muestran que menos del 1% de las estrellas de tipo A son pulsantes rápidas de tipo Ap. Sin embargo, el descubrimiento de estas estrellas puede contribuir en gran medida al modelado correcto de la evolución estelar, porque las estrellas roAp son bancos de pruebas únicos para el modelado de los procesos físicos responsables de la segregación de elementos químicos”, señala Margarida Cunha, investigadora del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio portugués (IA) que coordina la investigación.

Entre las nuevas roAp descubiertas se encuentra la más rápida conocida, que completa una pulsación cada 4.7 minutos. Además, dos de estas cinco estrellas constituyen un desafío para la comprensión actual de este tipo de estrellas: una muestra una temperatura inferior a lo que le corresponde según los modelos y otra exhibe frecuencias de pulsación inesperadamente altas.

“Las amplitudes de pulsación de estas estrellas pueden ser muy bajas. Hasta la fecha se habían detectado pocas estrellas de este tipo y no sabíamos si se debía a las limitaciones de la observación desde tierra. Los datos ultraprecisos que proporciona TESS nos permiten concluir que no se trata de estrellas difíciles de observar, sino que son raras. Las observaciones que se presentan en este trabajo suponen retos de interpretación que urgen a revisar la teoría de pulsación de estrellas Ap», indica Javier Pascual, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que participa en la investigación.

Estos nuevos resultados han sido posibles gracias a que el satélite TESS observa las estrellas durante períodos de al menos veintisiete días y de manera continua, sin las perturbaciones que produce la atmósfera terrestre. “El modelado correcto de los procesos físicos involucrados en las estrellas roAp es uno de los objetivos más desafiantes que enfrenta la investigación de la evolución estelar. El descubrimiento de nuevas estrellas roAp por parte de TESS, así como los exquisitos nuevos datos que el satélite está proporcionando en las estrellas roAp descubiertas previamente desde tierra será clave para lograr este objetivo», concluye Margarida Cunha (IA).