Las misteriosas variables de Mira siguen siendo un misterio estelar de 400 años

Las estrellas extremadamente evolucionadas conocidas como variables Mira fueron descubiertas por primera vez hace más de cuatro siglos y durante mucho tiempo han sido ignoradas por la mayor parte de la comunidad de astrónomos profesionales. Esto a pesar de que decenas de astrónomos aficionados lo persiguen y continúan encontrándolo primero y registrando su brillo cambiante.

Se creía que Mira tenía una masa inicial de dos a cuatro veces la del Sol, y hacía tiempo que se había salido de la llamada secuencia principal de quema de hidrógeno y había entrado en la fase final de gigante roja de su vida.

Sin embargo, aún se desconoce la naturaleza exacta de estos cambios ópticos estelares. Pero los astrónomos siguen siendo optimistas acerca de resolver sus misterios. Con ese fin, el astrónomo Gerard van Belle y sus colegas del Observatorio Lowell en San Diego presentaron un artículo en el Taller de Cambridge sobre el Sol y las Estrellas Frías, que incluye un nuevo conjunto de datos sobre alrededor de 100 de estas extrañas estrellas.

“Tenemos un conjunto de datos de archivo que se recopilaron aproximadamente entre 1998 y 2008 en el Interferómetro Experimental Palomar en California”, me dijo por teléfono Van Bell, autor principal del artículo y director científico del Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona. Tenemos un pequeño telescopio aquí en Mars Hill, «Recientemente monitoreamos estas variantes de Mira».

El cambio de fase microscópica de las estrellas Mira hace que pierdan cantidades significativas de masa.

La estrella pierde alrededor de un millón de masas solares cada año, y si permaneciera en esta fase durante un millón de años, perdería alrededor de una masa solar durante ese período de tiempo, dice Van Bell.

La primera estrella, Mira, que significa «maravillosa» en latín, fue observada por el astrónomo aficionado holandés David Fabricius en 1596, mucho antes de que se inventara el primer telescopio. Fabricius inicialmente pensó que la estrella Omicron Ceti, ubicada a 424 años luz de distancia en la constelación de Cetus, era simplemente una estrella nueva. Es decir, una estrella que normalmente muestra un breve y temporal aumento de brillo.

Pero se necesitaron cuatro décadas para determinar que esta estrella inusual tenía un brillo variable y un patrón periódico o repetitivo.

Realmente los estamos viendo en los últimos millones de años de sus vidas, dice Van Belle.

La clave para observar estrellas variables es observarlas mientras suceden, porque han estado en esta etapa precisa de su evolución durante aproximadamente un millón de años. Por lo tanto, sin la ayuda de astrónomos aficionados dedicados a detectarlas primero, los astrónomos profesionales como Van Belle y sus colegas habrían sabido mucho menos sobre estas estrellas variables que lo que saben hoy.

En el transcurso de un año, Meras puede pasar de ser la estrella más brillante visible a simple vista a ser la estrella más débil visible a simple vista, dice Van Belle.

Como progenitor de toda esta clase de estrellas Mira, Omicron Ceti ha sido objeto de observación por parte de los astrónomos durante los últimos 400 años, dice Van Bell. Esto es mucho más largo que el de la mayoría de los objetos que hemos estudiado en astronomía, y esto nos da la oportunidad de ver cómo se comportan estos objetos durante largos períodos de tiempo.

¿En cuanto a cuál es el motivo de las pulsaciones variables e intermitentes de las estrellas de Mira?

El mecanismo exacto del pulso sigue siendo una cuestión abierta, aunque las explicaciones incluyen el llamado mecanismo de atenuación kappa.

El mecanismo kappa conduce a la ionización de algo, afirma Van Bell. La ionización es el proceso por el cual un átomo gana o pierde un electrón y queda cargado eléctricamente. Dice que la hipótesis de Miras es que la causa pueden ser átomos de hidrógeno o quizás partículas de polvo.

En cualquier caso, afirma Van Bell, este mecanismo libera electrones. Añade que los electrones son excelentes para bloquear la radiación que hace que estas estrellas se hinchen y enfríen. Este enfriamiento hace que los electrones se recombinen, lo que a su vez provoca que se detenga el bloqueo y que el tamaño de la estrella se reduzca. Señala que esto provoca las pulsaciones que observa.

Van Belle dice que la periodicidad universal se produce debido al mecanismo de pulsación, cualquiera que sea ese mecanismo.

Pero para los astrónomos profesionales, observar Meras es un poco como construir una catedral astronómica.

Van Belle dice que estudiar las estrellas merassi es una pesadilla; Su física es inexplicable. El período variable de estas estrellas es de aproximadamente un año, añade, por lo que si quieres observar las estrellas durante 10 ciclos, estás fuera del alcance de la mayoría de las propuestas de subvención.

Debido a que la física involucrada es tan exótica, la mayoría de los teóricos que elaboran modelos estelares ni siquiera piensan en este tipo de estrella, dice Van Belle.

Estas estrellas cambian de esta manera fundamental a lo largo del año, dice Van Belle. Añade que esto resulta confuso y molesto para la mayoría de los modelistas estrella. Entonces, las estrellas siguieron siendo un desafío y fueron descuidadas debido a ese desafío.

¿Lo que se sabe?

En el transcurso de unos pocos millones de años, sus envolturas exteriores se transformarán en nebulosas planetarias, cáscaras de gas y polvo brillantes y en expansión expulsadas por estrellas gigantes rojas que se acercan al final de sus vidas, señala la Agencia Espacial Europea. A su vez, dejarán sus núcleos en forma de enanas blancas (o núcleos de restos estelares).

Los astrónomos aficionados siguen siendo un componente esencial de estos esfuerzos.

Los aficionados son muy buenos encontrándolas, por lo que hay unas pocas docenas conocidas en cada constelación, dice Van Bell, quien señala que décadas de observaciones de científicos ciudadanos están disponibles para descargar y realizar análisis más detallados.

¿Cómo ha cambiado nuestra comprensión de estas variables en los últimos treinta años?

Van Belle dice que la aguja no se ha movido mucho; La gente todavía no está del todo segura sobre el mecanismo de pulsación. Pero ahora que contamos con herramientas más nuevas y sofisticadas, estos desafíos pueden estar a nuestro alcance, afirma.