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    Cómo pesar estrellas con lentes gravitacionales

    Imagen del telescopio PAN-STARRS en Hawái de principios de 2011 con la estrella en primer plano Ross 322 (cuadrado azul) y la estrella de fondo (en el centro del círculo verde) que será atravesada por Ross 322 en las próximas semanas. Para el verano de 2015, Ross 322 se había movido a la posición del triángulo azul (medido por Gaia). Desde entonces, se ha estado moviendo a lo largo de la línea azul-roja y actualmente está cerca de la posición de la estrella de fondo. Crédito:Astronomía y Astrofísica

    Astronomía y Astrofísica publica las predicciones de los pasos de estrellas en primer plano frente a estrellas de fondo. Un equipo de astrónomos, utilizando mediciones ultraprecisas del satélite Gaia, he pronosticado con precisión dos pasajes en los próximos meses. Cada evento producirá cambios en la posición de la estrella de fondo debido a la desviación de la luz por gravedad, y permitirá medir la masa de la estrella en primer plano, lo cual es extremadamente difícil de determinar por otros medios.

    Todas las estrellas de la Vía Láctea están en movimiento. Pero debido a las distancias, sus cambios de posición, los llamados movimientos propios, son muy pequeñas y solo se pueden medir con telescopios grandes durante períodos de tiempo prolongados. En casos muy raros, una estrella en primer plano pasa a una estrella en el fondo, muy cerca como se ve desde la Tierra. La luz de esta estrella de fondo debe cruzar el campo gravitacional de la estrella de primer plano donde, en lugar de seguir caminos rectos, los rayos de luz están doblados. Esto es como una lente excepto que aquí la desviación es causada por la distorsión del espacio y el tiempo alrededor de cualquier cuerpo masivo. Este efecto fue una de las predicciones fundamentales de la teoría de la relatividad general de Einstein y se ha verificado en las pruebas del sistema solar durante décadas. Esta distorsión de la luz por la estrella de primer plano se llama lente gravitacional:la luz de la estrella de fondo se desvía o se enfoca en un ángulo más pequeño, y la estrella parece más brillante. El efecto principal es el cambio en la posición aparente de la estrella en el cielo porque la desviación desplaza el centro de luz en relación con otras estrellas más distantes. Ambos efectos dependen de una sola cosa, la masa del cuerpo de la lente, en este caso el de la estrella en primer plano. Por lo tanto, La lente gravitacional es un método para pesar estrellas. Realmente, medir la masa de las estrellas que no forman parte de una estrella binaria es, por lo demás, extremadamente difícil de hacer.

    Previamente, la dificultad de este método era poder predecir los movimientos de las estrellas con suficiente precisión. El espectacular conjunto de datos de literalmente miles de millones de posiciones estelares y movimientos propios publicados recientemente como Gaia Data Release 2 por el consorcio Gaia de la ESA ha hecho posible esta investigación. Estos datos fueron utilizados por Jonas Klüter, que está haciendo un doctorado. en la Universidad de Heidelberg, para buscar pasajes de estrellas tan cercanos. De los muchos encuentros cercanos que ocurrirán en los próximos 50 años, dos pasajes están sucediendo en este momento:las separaciones angulares más cercanas se alcanzarán en las próximas semanas con efectos medibles en las posiciones de las estrellas de fondo. Los nombres de estas dos estrellas en primer plano son Luyten 143-23 y Ross 322; se mueven por el cielo con velocidades aparentes de aproximadamente 1, 600 y 1, 400 milisegundos de arco por año, respectivamente. Las separaciones angulares más cercanas entre las estrellas de primer plano y de fondo se producirán en julio y agosto de 2018, respectivamente, cuándo se cambiarán las posiciones aparentes de las estrellas de fondo, debido al efecto de microlente astrométrico, en 1,7 y 0,8 milisegundos de arco. Un milisegundo de arco corresponde al ángulo bajo el cual se vería a un ser humano tendido en la superficie de la luna. Es una tarea desafiante, pero con los mejores telescopios de la Tierra, estos desplazamientos de posiciones estelares son mensurables.

    Cuando Ross 322 pasa la estrella de fondo, su trayectoria esperada (delgada línea verde) se verá afectada y modificada por lentes gravitacionales. Los cambios de posición característicos producidos por el efecto de la lente gravitacional se muestran como una línea roja gruesa azul-delgada; los puntos negros marcan determinadas fechas. El mayor cambio entre la posición real (línea azul-roja) y la posición no perturbada (línea verde) se espera a principios de agosto de 2018. Crédito:Astronomy &Astrophysics




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