Agosto 12, 2016: Kepler vigila bailarines estelares en el racimo de Pleiades.

Esta imagen muestra el famoso grupo de Pléyades de estrellas a través de los ojos de WISE, o de la NASA Wide-field Infrared encuesta Explorer.Image: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Como bailarines de ballet cósmico, las estrellas del cúmulo Pléyades están girando. Pero estos bailarines celestiales están girando a diferentes velocidades. Los astrónomos han preguntado durante mucho tiempo lo que determina las tasas de rotación de estas estrellas.

Mirando estos bailarines estelares, telescopio Kepler de la NASA durante su misión de K2 ha ayudado a acumular el catálogo más completo de los períodos de rotación de estrellas en un racimo. Esta información puede ayudar a los astrónomos conocer de dónde y cómo se forman planetas alrededor de estas estrellas, y la evolución de tales estrellas.

"Esperamos que mediante la comparación de nuestros resultados a otros racimos de la estrella, vamos a aprender más acerca de la relación entre la masa de una estrella, su edad y aún la historia de su sistema solar," dijo Luisa Rebull, un científica de investigación en el procesamiento de infrarrojo y análisis en Caltech en Pasadena, California. Ella es el autor principal de dos nuevos papeles y coautora en un tercer documento sobre estos resultados, todos publicados en el Astronomical Journal.

El cúmulo estelar de Pléyades es uno de los más cercanos y más fácil de observar los racimos de la estrella, que residen sólo 445 años luz lejos de la Tierra, en promedio. De unos 125 millones años de edad, estas estrellas, conocidas individualmente como Pléyades--han alcanzado estelar "joven edad adulta." En esta etapa de sus vidas, las estrellas probablemente están girando más rápido que nunca antes.

Como una típica estrella jugadas más adelante en la edad adulta, pierde algunos zip debido a la copiosa emisión de partículas cargadas conocidas como un viento estelar (en nuestro sistema solar, llamamos a esto el viento solar). Las partículas cargadas son llevadas a lo largo de los campos magnéticos de la estrella, que en general ejerce un efecto de frenado sobre la tasa de rotación de la estrella.

Rebull y colegas trataron de profundizar en esta dinámica de giro estelar con Kepler. Teniendo en cuenta su campo de visión en el cielo, Kepler observó a aproximadamente 1.000 miembros estelares de las Pléyades a lo largo de 72 días. El telescopio mide los índices de rotación de más de 750 estrellas en las Pléyades, incluyendo cerca de 500 de los miembros de clúster de menor masa, más pequeña y más tenue, cuyas rotaciones no pudieran detectarse previamente de los instrumentos en Tierra.

Las mediciones de Kepler de starlight deducen la velocidad de giro de una estrella recogiendo pequeños cambios en su brillo. Estos cambios resultan de "starspots" que, como las más conocidas manchas solares en nuestro Sol, cuando las concentraciones de campo magnético impeden la liberación normal de energía en la superficie de la estrella. Las regiones afectadas se convierten más fría que su entorno y aparecen oscuras en comparación.

Como las estrellas giran, los starspots vienen dentro y fuera de la vista de Kepler, que ofrece una manera para determinar la tasa de giro. A diferencia de la pequeña mancha solar defectos en nuestro Sol de mediana edad, starspots puede ser gigantesco en estrellas tan jóvenes como los de las Pléyades porque estelar juveniles se asocian a una mayor turbulencia y actividad magnética. Estos starspots desencadenar mayor brillo disminuye y hacer mediciones de velocidad de spin fáciles de obtener.

Durante sus observaciones de las Pléyades, surgió un patrón claro en los datos: las estrellas más masivas tienden a girar lentamente, mientras que las estrellas menos masivas tienden a girar rápidamente. Periodos de las estrellas grandes y lentas varió de uno a 11 días de la Tierra. Muchas estrellas de baja masa, sin embargo, tomaron menos de un día para completar una pirueta. (Para la comparación, nuestro Sol tranquilo gira completamente una vez cada 26 días). La población de estrellas girando en lenta incluye algunos que van desde un poco más grande, más caliente y más masiva que nuestro Sol, hasta otras estrellas que son algo más pequeñas, más frías y menos masivas. En el otro extremo, las estrellas de rotación rápida, veloz, menor masa poseen tan poco como un décimo de la masa de nuestro Sol.

"En el ballet de las Pléyades, vemos que rotores lentos tienden a ser más masivos, mientras que los rotores más rápidos tienden a ser estrellas muy ligeras," dijo Rebull.

La principal fuente de estas diferentes tasas de spin es la estructura interna de las estrellas, Rebull y colegas sugieren. Estrellas más grandes tienen un enorme núcleo envuelto en una capa delgada de material estelar que experimentan un proceso llamado convección, familiar del movimiento circular de agua hirviendo. Pequeñas estrellas, por el contrario, consisten casi en su totalidad las regiones convectivas, destrozadas. Cuando las estrellas maduran, el mecanismo de frenado de campos magnéticos más fácilmente reduce la tasa de giro de la capa más externa, fina de grandes estrellas que comparativamente gruesa, turbulenta a granel de pequeñas estrellas.

Gracias a la proximidad de las Pléyades, los investigadores creen que debería ser posible desentrañar las complejas relaciones entre estrellas, giro y otras propiedades estelares. Las propiedades estelares, a su vez, pueden influir en el clima y habitabilidad de una estrella alojando exo-planetas. Por ejemplo, cuando el giro disminuye, así también lo hace la generación de starspot , y las tormentas solares asociados a starspots. Menos tormentas solares significa radiación menos intensa, dañina voladura en el espacio y radiación cerca de planetas y sus biosferas potencialmente emergentes.

"El racimo de las estrellas de las Pleiades proporciona un ancla para modelos teóricos de la rotación estelar que van en ambas direcciones, jóvenes y mayores," dijo Rebull. "Todavía tenemos mucho que queremos conocer cómo, Cuándo y por qué las estrellas lenta en su tasa de giro y colgar sus 'zapatos de baile', por así decirlo".

Rebull y sus colegas ahora están analizando datos de la misión del K2 desde un mayor racimo de la estrella, Praesepe, popularmente conocido como el cúmulo de la colmena, para explorar más a fondo este fenómeno en la estructura estelar y evolución.

"Estamos muy emocionados de que los datos K2 de cúmulos de estrellas como las Pléyades, han proporcionado a los astrónomos con una abundancia de información nueva y ayuda al avance de nuestro conocimiento de cómo rotan las estrellas a lo largo de sus vidas," dijo Steve Howell, científico del proyecto para la misión de K2 en el centro de investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California.

El enfoque de la misión de K2 para estudiar estrellas emplea la capacidad de la nave espacial Kepler precisamente para observar cambios minúsculos en la luz de las estrellas. La misión principal de Kepler terminó en 2013, pero las observaciones de exoplanetas y Astrofísica más continúan con la misión de K2, que comenzó en el año 2014.

Ames gestiona a las misiones Kepler y K2 para la dirección de misiones de ciencia de la NASA. Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, logró el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corporation opera el sistema de vuelo con el apoyo del laboratorio de atmosférica y física espacial en la Universidad de Colorado en Boulder.

Elizabeth Landau
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6425
elizabeth.landau@jpl.nasa.gov

Michele Johnson
Ames Research Center, Moffett Field, Calif.
650-604-6982
michele.johnson@nasa.gov

Written by Adam Hadhazy

Traducción: El Quelonio Volador