Se logró medir por primera vez la masa de una enana blanca: forma directa

Se trata de una auténtica primicia: nunca antes los astrónomos habían logrado medir directamente la masa de una sola enana blanca.

¿Cuánto pesa una enana blanca? Esa es la pregunta clave que los astrónomos se propusieron responder en un nuevo estudio. Sin embargo, pesar una enana blanca (o cualquier otro tipo de estrella) no es tan fácil. Al fin y al cabo, en el espacio no hay escalas. Para seguir midiendo la masa directamente, los investigadores recurrieron a la teoría general de la relatividad de Einstein. Y con éxito. Porque por primera vez se ha determinado directamente el peso de una enana blanca solitaria.

Enana blanca

Aún tardará, pero dentro de unos cinco mil millones de años nuestro sol se quemará, colapsará y se convertirá en una brasa hirviente y candente. Los astrónomos denominan enana blanca a un resto estelar de este tipo. Se calcula que hay unos 10 000 millones de estrellas zombi de este tipo en nuestra Galaxia. Aunque el mismo destino inevitable de nuestro sol aún está lejos en el futuro, los astrónomos ya están deseosos de aprender mucho sobre las enanas blancas. De hecho, las enanas blancas nos dan pistas importantes sobre cómo evolucionan las estrellas a lo largo de miles de millones de años. Y conocer la masa de una enana blanca, es uno de los factores más importantes en la evolución de una estrella.

Estrella binaria

Como ya se ha dicho, no es fácil pesar directamente una enana blanca. De hecho, los investigadores lo han conseguido antes, pero siempre se trataba de enanas blancas situadas en sistemas estelares binarios. Observando el movimiento de dos estrellas que giran una al lado de la otra, se puede utilizar la ley gravitatoria de Newton para determinar su masa. Pero este truco no se aplica a una sola enana blanca.

Estrella LAWD 37 

Sin embargo, en un nuevo estudio, los investigadores han querido determinar la masa de la solitaria estrella zombi LAWD 37 que deambula por el espacio. LAWD 37 es el remanente colapsado de una estrella que se quemó hace unos 1000 millones de años. La estrella ha sido objeto de numerosos estudios, principalmente porque se encuentra a solo 15 años luz, en la constelación de Mosca. “Como esta enana blanca está relativamente cerca, ya hemos recogido muchos datos”, explica el investigador Peter McGill. “Pero la pieza que faltaba en el rompecabezas era la medición de su masa”.

Microlente gravitacional

Para esta enana blanca sin compañía, los investigadores tuvieron que idear otra forma de determinar su masa. Recurrieron a la teoría general de la relatividad de Einstein, que explica cómo la gravedad de un objeto masivo distorsiona el espacio. Por ello, los investigadores decidieron utilizar la microlente gravitacional para observar LAWD 37. En la microlente gravitatoria, los investigadores emplean hábilmente la luz de estrellas que se encuentran a gran distancia de la Tierra. Cuando una estrellase desplaza delante de una estrella lejana, la gravedad de la estrella en primer plano hace que la luz de la estrella lejana se desvíe y amplifique. Así que la estrella del primer plano actúa en realidad como una especie de lente. Esto parece aumentar temporalmente el brillo de esa estrella lejana.

Esta imagen muestra cómo la gravedad de una estrella enana blanca en primer plano distorsiona el espacio y desvía la luz de una estrella lejana situada detrás. Imagen: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)

A continuación, los investigadores lo aplicaron al LAWD 37. Cuando la enana blanca pasó por delante de una estrella de fondo, la microlente hizo que la estrella apareciera temporalmente desplazada respecto a su posición real en el cielo.

Con la ayuda de telescopios

Para saber cuándo LAWD 37 se movería frente a otra estrella, los investigadores recurrieron a la ayuda del telescopio espacial Gaia, que desde entonces ha registrado la posición, la distancia y los movimientos de casi dos mil millones de estrellas. Basándose en estos datos, los astrónomos predijeron que LAWD 37 se movería brevemente frente a una estrella de fondo en noviembre de 2019. Una vez conocido esto, se desplegó el famoso telescopio espacial Hubble para medir con precisión durante varios años cómo la posición aparente de la estrella de fondo en el cielo se desviaba temporalmente durante el paso de la enana blanca. A partir de ahí, el equipo pudo deducir el peso del LAWD 37.

Masa de la estrella LAW 37

¿Cuánto pesa LAWD 37? Los astrónomos midieron una masa de 0,56 veces la masa de nuestro sol. Y esto concuerda perfectamente con las teorías existentes que predicen cuánto debería pesar una enana blanca típica. Por tanto, confirma que nuestros modelos actuales sobre cómo evolucionan las enanas blancas son correctos.

Los investigadores no se detienen ahí todavía. Por ejemplo, actualmente están estudiando otra enana blanca, llamada LAWD 66, utilizando el telescopio espacial James Webb. La primera observación se realizó en 2022. Y seguirán más observaciones a medida que la desviación alcance su punto máximo en 2024 y luego disminuya. “Gaia ha cambiado las reglas del juego”, afirma McGill. “Es emocionante poder usar los datos de Gaia para predecir cuándo se cruzarán las estrellas y luego observarlas. Nuestro plan es estudiar más estrellas empleando microlentes gravitacionales. Con el tiempo, queremos determinar directamente la masa de muchos más tipos de cuerpos celestes”.