Los astrónomos informan que una estrella rara es tan grande —o más grande— que el sol de la Tierra que se expande y contrae en un patrón único en tres direcciones diferentes.

La estrella es una que pulsa y, por lo tanto, se caracteriza por un brillo variable a lo largo del tiempo. Está situado a 7, 000 años luz de la Tierra en la constelación de Pegaso, dijo el astrónomo Farley Ferrante, miembro del equipo que hizo el descubrimiento en la Universidad Metodista del Sur, Dallas.

Llamada estrella variable, esta estrella en particular es una de las siete estrellas conocidas de este tipo en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

"Fue un desafío identificarlo, "Ferrante dijo." Esta es la primera vez que nos encontramos con este tipo raro ".

La Vía Láctea tiene más de 100 mil millones de estrellas. Pero poco más de 400 900 están catalogadas como estrellas variables. De aquellos, solo siete, incluida la identificada en SMU, son la rara estrella variable intrínseca llamada 'delta Scuti de alta amplitud' de modo triple (pronunciado SKOO-tee) o HADS de modo triple (B), para abreviar.

"El descubrimiento de este objeto ayuda a desarrollar las características de este tipo único de estrella variable. Estas y otras mediciones pueden usarse para sondear la forma en que ocurren las pulsaciones, "dijo Robert Kehoe de SMU, profesor del Departamento de Física que dirige el equipo de astronomía de SMU. "Las estrellas pulsantes también han sido importantes para mejorar nuestra comprensión de la expansión del universo y sus orígenes, que es otra pieza emocionante de este rompecabezas ".

La estrella aún no tiene un nombre común sólo una designación oficial basada en el telescopio que lo registró y sus coordenadas celestes. La estrella se puede observar a través de un telescopio, pero identificarlo fue mucho más complicado.

Un estudiante de secundaria en un programa de astronomía de verano de SMU hizo el descubrimiento inicial al seleccionar datos de observación de estrellas archivados registrados por el pequeño pero poderoso telescopio ROTSE-I anteriormente en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México.

Tras la verificación, la estrella se registró en el Índice Internacional de Estrellas Variables como ROTSE1 J232056.45 + 345150.9 por la Asociación Estadounidense de Observadores de Estrellas Variables en este enlace.

¿Cómo en el universo se descubrió?

Los astrofísicos de SMU descubrieron la estrella variable analizando la forma de la curva de luz, un identificador clave del tipo de estrella. Las curvas de luz se crearon a partir de datos archivados obtenidos por ROTSE-I durante varias noches en septiembre de 2000. El telescopio genera imágenes de luz óptica a partir de señales eléctricas basadas en la intensidad de la fuente. Los datos que representan la intensidad de la luz en función del tiempo se trazan en una escala para crear las curvas de luz.

Derek Hornung, estudiante de Plano Senior High School, descubrió por primera vez el objeto en los datos de ROTSE-I y preparó las curvas de luz iniciales. De las curvas de luz los astrónomos sabían que tenían algo especial.

Se volvió aún más desafiante determinar el tipo específico de estrella variable. Luego Eric Guzman, un graduado de física de la Universidad de Texas en Dallas, quién está ingresando al programa de posgrado de SMU, resuelto el rompecabezas, identificando la estrella como pulsante.

"Los patrones de curvas de luz están bien establecidos, y estas formas estándar corresponden a diferentes tipos de estrellas, "Ferrante dijo." En un campo particular del cielo nocturno bajo observación puede haber cientos o incluso miles de estrellas. Entonces, el software que usamos genera una curva de luz para cada uno, por una noche. Luego, y aquí está la parte humana, usamos la capacidad de nuestro cerebro para el reconocimiento de patrones para encontrar algo que parezca interesante y que tenga una variación. Esto permite identificar el candidato a estrella variable inicial. Desde allí, miras datos de varias otras noches. Combinamos todos esos en una trama, así como agregar conjuntos de datos de otros telescopios, y esa es la evidencia para discernir qué tipo de estrella variable es ".

Eso se logró de manera concluyente durante el proceso de arbitraje con el moderador del índice de estrellas variables.

El trabajo para descubrir y analizar esta rara variable estrella se llevó a cabo junto con los análisis de otros ocho estudiantes de secundaria y otros dos estudiantes universitarios que trabajaban en otras variables candidatas. Los estudiantes de secundaria recibieron el apoyo del capítulo de SMU del programa QuarkNet del Departamento de Energía / Fundación Nacional de Ciencias.

Calefacción y refrigeración expandirse y contraerse

De las estrellas que varían en brillo intrínsecamente, un gran número exhibe oscilaciones sorprendentemente regulares en su brillo, lo que es un signo de algún fenómeno de pulsación en la estrella, Ferrante dijo.

La pulsación resulta de expandirse y contraerse a medida que la estrella envejece y agota el combustible de hidrógeno en su núcleo. A medida que el combustible de hidrógeno se quema más caliente, la estrella se expande, luego se enfría, luego la gravedad lo encoge, y la contracción lo calienta de nuevo.

"Estoy hablando de manera muy general, porque hay muchos matices, pero existe esta lucha continua entre la expansión térmica y la contracción gravitacional, "Ferrante dijo." La estrella oscila como un resorte, pero siempre sobrepasa su equilibrio, haciendo eso durante muchos millones de años hasta que evoluciona a la siguiente fase, donde quema helio en su núcleo. Y si se trata del tamaño y la masa del sol, entonces la fusión del helio y el carbono es la etapa final. Y cuando el helio se agota, nos quedamos con una brasa moribunda llamada enana blanca ".

Dentro de la categoría pulsante hay una clase de estrellas llamadas delta Scuti, de los cuales hay miles. Reciben el nombre de una estrella prototipo cuyos rasgos característicos, incluidos breves períodos de pulsación en la escala de unas pocas horas, son típicos de toda la clase.

Dentro del delta Scuti hay un subtipo del cual se han identificado cientos, llamado delta Scuti de gran amplitud, o HADS. Su brillo varía en un grado particularmente grande, registrando más del 10 por ciento de diferencia entre su brillo mínimo y máximo, indicando pulsaciones más grandes.

Los delta Scuti comunes pulsan a lo largo del radio en una contracción uniforme como inflar un globo. Una subcategoría más pequeña son las HADS, que muestran curvas pulsantes asimétricas.

Dentro de HADS, existe el subtipo relativamente raro llamado HADS (B), de los cuales solo hay 114 identificados.

Evolución de las estrellas:solo es cuestión de tiempo

Un HADS (B) se distingue por sus dos modos de oscilación:diferentes partes de la estrella que se expanden a diferentes velocidades en diferentes direcciones, pero la proporción de esos dos períodos es siempre la misma.

Para la estrella de SMU, dos modos de oscilación no eran inmediatamente obvios en su curva de luz.

"Pero sabíamos que estaba sucediendo algo porque la curva de luz no coincidía del todo con las curvas de luz conocidas de otros objetos delta Scuti y HADS que habíamos estudiado. Las curvas de luz, cuando se colocaban una encima de la otra, presentaban una asimetría, "Dijo Ferrante." En última instancia, el HADS (B) que descubrimos es incluso más único que eso, sin embargo, es un HADS (B) de modo triple y anteriormente solo había seis identificados en la Vía Láctea. Entonces tiene tres modos de oscilación, los tres con un período distinto, superposición, y sucediendo simultáneamente ".

Tan raro, De hecho, Todavía no hay un nombre para esta nueva categoría ni una designación de registro separada para ella. Guzman, el estudiante investigador que analizó y categorizó el objeto, recordó cómo se desarrolló el misterio.

"Cuando comencé el análisis del objeto, teníamos una idea inicial de qué tipo podría ser, "Dijo Guzmán." Mi tarea era tomar los datos y tratar de confirmar el tipo encontrando un segundo período que coincidiera con una relación de período constante conocida. Después de encontrar con éxito el segundo modo, Noté una tercera señal. Después de comprobar los resultados, Descubrí que la tercera señal coincidía con lo que se predice de un tercer modo de pulsación ".

El SMU Triple Mode HADS (B) oscila en una escala de 2,5 horas, por lo que se expandirá y contraerá 10 veces en un día terrestre. Este y los otros seis HADS (B) conocidos se encuentran en la misma región general de la Vía Láctea, dentro de unos pocos miles de años luz el uno del otro.

"Estoy seguro de que hay más por ahí, Ferrante dijo, "pero siguen siendo raros, una pequeña fracción ".

Gigante rojo la fase final de la evolución de la estrella

El modo triple HADS (B) de SMU es inestable y está más avanzado en su evolución estelar que nuestro sol, que se trata de personas de mediana edad y cuyas variaciones pulsantes ocurren durante un período de tiempo mucho más largo. Temperatura central HADS (B) de modo triple de SMU, calentado por la quema de combustible de hidrógeno, es de unos 15 millones de grados Kelvin o 28 millones de grados Fahrenheit.

Algún día, millones de años a partir de ahora, El modo triple HADS (B) de SMU agotará el combustible de hidrógeno en su núcleo, y expandirse hasta convertirse en un gigante rojo.

"Nuestro sol podría eventualmente experimentar esto también, "Dijo Ferrante." Pero la Tierra será inhóspita mucho antes de eso. No estaremos aquí para verlo ".