Hasta la fecha, utilizando las capacidades únicas de los telescopios especializados en rayos gamma cósmicos, los científicos han medido el tamaño aparente más pequeño de una estrella en el cielo nocturno. Las mediciones con el Sistema de matriz de telescopio de imágenes de radiación muy enérgico VERITAS revelan los diámetros de unestrella gigante a 2674 años luz de distancia y una estrella similar al sol a una distancia de 700 años luz. El estudio establece un nuevo método para que los astrónomos determinen el tamaño de las estrellas, como el equipo internacional dirigido por Tarek Hassan de DESY y MichaelDaniel del Smithsonian Astrophysical Observatory SAO informa en la revista Astronomía de la naturaleza .
Casi cualquier estrella en el cielo está demasiado lejos para ser resuelta incluso por los mejores telescopios ópticos. Para superar esta limitación, los científicos utilizaron un fenómeno óptico llamado difracción para medir el diámetro de la estrella. Este efecto ilustra la naturaleza ondulatoria de la luz,y ocurre cuando un objeto, como un asteroide, pasa frente a una estrella ". Las sombras increíblemente tenues de los asteroides nos pasan todos los días", explicó Hassan. "Pero el borde de su sombra no es perfectamente nítido. En cambio, las arrugasde luz rodea la sombra central, como ondas de agua ". Este es un fenómeno óptico general llamado patrón de difracción y puede reproducirse en cualquier laboratorio escolar con un láser que golpea un borde afilado.
Los investigadores utilizaron el hecho de que la forma del patrón puede revelar el tamaño angular de la fuente de luz. Sin embargo, a diferencia del laboratorio escolar, el patrón de difracción de una estrella ocultada por un asteroide es muy difícil de medir ". Estos asteroides"Las ocultaciones son difíciles de predecir", dijo Daniel. "Y la única oportunidad de captar el patrón de difracción es hacer instantáneas muy rápidas cuando la sombra se extiende por el telescopio". Los astrónomos han medido el tamaño angular de las estrellas que fueron ocultadas de esta manera.Luna. Este método funciona hasta diámetros angulares de aproximadamente un miliar-segundo, que es aproximadamente el tamaño aparente de una moneda de dos centavos encima de la Torre Eiffel en París como se ve desde Nueva York.
Sin embargo, no muchas estrellas en el cielo son tan "grandes". Para resolver diámetros angulares aún más pequeños, el equipo empleó telescopios Cherenkov. Estos instrumentos normalmente vigilan el brillo azulado extremadamente corto y tenue que las partículas de alta energía y los rayos gammadel cosmos que producen cuando se encuentran y corren a través de la atmósfera de la Tierra. Los telescopios Cherenkov no producen las mejores imágenes ópticas. Pero gracias a su enorme superficie de espejo, generalmente segmentada en hexágonos como un ojo de mosca, son extremadamente sensibles a las variaciones rápidas de luz,incluyendo la luz de las estrellas.
Utilizando los cuatro grandes telescopios VERITAS en el Observatorio Fred Lawrence Whipple en Arizona, el equipo pudo detectar claramente el patrón de difracción de la estrella TYC 5517-227-1 que fue ocultada por el asteroide Imprinetta de 60 kilómetros el 22 de febrero2018. Los telescopios VERITAS permitieron tomar 300 instantáneas por segundo. A partir de estos datos, el perfil de brillo del patrón de difracción podría reconstruirse con alta precisión, dando como resultado un diámetro angular o aparente de la estrella de 0.125 miliar segundos. Junto con sudistancia de 2674 años luz, esto significa que el diámetro verdadero de la estrella es once veces mayor que el de nuestro Sol. Curiosamente, este resultado clasifica a la estrella cuya clase era ambigua antes como una estrella gigante roja.
Los investigadores repitieron la hazaña tres meses después, el 22 de mayo de 2018, cuando el asteroide Penélope con un diámetro de 88 kilómetros ocultó la estrella TYC 278-748-1. Las mediciones resultaron en un tamaño angular de 0.094 miliar segundos y un diámetro verdadero de 2.17veces el de nuestro Sol. Esta vez, el equipo pudo comparar el diámetro con una estimación anterior basada en otras características de la estrella que había colocado su diámetro en 2.173 veces el diámetro solar, una excelente coincidencia, aunque la estimación anterior no se basó enuna medida directa
"Este es el tamaño angular más pequeño de una estrella medido directamente", enfatizó Daniel. "La ocultación de asteroides de estrellas con telescopios Cherenkov ofrece una resolución diez veces mejor que el método estándar de ocultación lunar. Además, es al menos el doble denítidas como medidas de tamaño interferométrico disponibles. "La incertidumbre de estas medidas es de alrededor del diez por ciento, como escriben los autores." Esperamos que esto pueda mejorarse notablemente optimizando la configuración, por ejemplo, reduciendo la longitud de onda de los colores registrados ".dijo Daniel. Dado que las diferentes longitudes de onda se difractan de manera diferente, el patrón se difumina si se graban demasiados colores al mismo tiempo.
"Nuestro estudio piloto establece un nuevo método para determinar el verdadero diámetro de las estrellas", resumió Hassan. Los científicos estiman que los telescopios adecuados podrían ver más de una ocultación de asteroides por semana ". Dado que la misma estrella se ve más pequeña cuanto más lejos está, moverse a diámetros angulares más pequeños también significa extender el rango de observación ", explicó Hassan." Estimamos que nuestro método puede analizar estrellas hasta diez veces más lejos de lo que permite el método de ocultación lunar estándar. En conjunto, la técnica puede proporcionar suficientes datospara estudios de población "
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Materiales proporcionado por DISEÑO Deutsches Elektronen-Synchrotron . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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