Un hecho histórico, por vez primera miden de forma directa la masa de una estrella enana muerta.

Es complicado imaginar en toda su dimensión una estrella, con las características de ser del tipo "enana", aún más, pero hoy día los científicos, con tecnología a su alcance y nuevas maneras de pensar y enfocar la circunstancias vigentes logran descubrimientos, que hace algún tiempo parecerían imposibles. 

Observación de la luz curvándose alrededor de una enana blanca aislada. 

Fotografía de la Universidad de Cambridge.

Un equipo de astrónomos midieron directamente la masa de una estrella muerta con un efecto conocido como "microlente gravitatoria", predicho por primera vez por Albert Einstein (1879 - 1955) en su teoría de la relatividad, constituyendo esta la segunda vez que se detecta este efecto en una estrella aislada que no sea nuestro Sol, y que se mide de manera directa la masa de una cuerpo de este tipo, los resultados se publicaron en la revista "Monthly Notices", de la "Royal Astronomical Society" Real Sociedad Astronómica.

Peter McGill, quién ahora labora en la Universidad de California en Santa Cruz, y su equipo utilizaron los datos de telescopios a fin de obtener la primera medición precisa de la masa de "LAWD 37" mediante la predicción, y posterior observación, del efecto "astrométrico" predicho por Einstein, la gravedad curva el camino de la luz porque comba el espacio a través del cual la luz está pasando, este efecto se conoce como "microlente gravitatoria"; la analogía estándar para esta comba es imaginar el espacio como una sábana de goma que se estira bajo el peso de los objetos masivos como son las estrellas parecidas al Sol.

En 1919, dos astrónomos Arthur Stanley Eddington (1882 - 1944) de Cambridge, y Frank Watson Dyson (1868 - 1939, del Real Observatorio de Greenwich, detectaron por primera vez este efecto durante un eclipse solar, en lo que fue la primera confirmación popular de la "Teoría de la Relatividad General". Einstein era pesimista sobre la posibilidad de que el efecto se detectara alguna vez en estrellas fuera de nuestro sistema solar, no imaginaba la evolución que se lograría en las herramientas tecnológicas para observar el espacio. En el año 2017, astrónomos detectaron este efecto para otra estrella enana blanca cercana en un sistema binario, "Stein 2051 b",  que es un sistema estelar binario cercano, que contiene una enana roja y una estrella degenerada, ubicado en la "Constelación Camelopardalis" situada a unos dieciocho años luz de la Tierra, por lo que es el sistema binario separado, más cercano, ello marcó la primera detección de este efecto para una estrella que no sea nuestro Sol. Ahora, el equipo dirigido desde Cambridge ha detectado el efecto en "LAWD 37", lo que supone la primera medición directa de la masa de una única enana blanca.

Fotografía de "Stein 2051 b" capturada por el Telescopio Espacial Hubble. 

Tomada de wikipedia, propiedad de la NASA, ESA y Kailash Sahu.

Este equipo de composición internacional, dirigido por la Universidad de Cambridge, usó datos de los "Sonda Gaia", de la "Agencia Espacial Europea" (ESA), y del "Telescopio Hubble" para medir cómo la luz de una estrella más lejana se curvaba alrededor de una "enana blanca" conocida como "LAWD 37", haciendo que el astro lejano cambiara de forma temporal su posición aparente en el cielo.

Así, con el empleo de la "Sonda Gaia", que está creando el mapa multidimensional más preciso y completo de la "Vía Láctea", los astrónomos pudieron predecir el movimiento de "LAWD 37" e identificar el punto en el que se alinearía lo suficientemente cerca de una estrella de fondo como para detectar la señal de lente, y mediante los datos recolectados, los astrónomos fueron capaces de apuntar el "Telescopio Espacial Hubble" en el lugar correcto en el momento adecuado para observar este fenómeno, que ocurrió en noviembre de 2019, lo que coincide con el centenario de la realización del célebre experimento de Eddington y Dyson.

McGill pormenorizó el detalle de lo conseguido: "Dado que la luz de la estrella de fondo era tan débil, el principal desafío fue extraer la señal de lente del ruido. Estos fenómenos son raros y sus efectos son diminutos.  Por ejemplo, el tamaño de nuestro efecto medido es como medir la longitud de un coche en la Luna visto desde la Tierra, y es 625 veces menor que el efecto medido en el eclipse solar de 1919".

Una vez extraída la señal de la lente, los investigadores pudieron medir el tamaño de la desviación astrométrica de la fuente de fondo, que escala con la masa de la enana blanca, y obtener una masa gravitatoria para "LAWD 37" que es un 56% la masa de nuestro Sol. Esto concuerda con las predicciones teóricas anteriores sobre la masa de la estrella y corrobora las teorías actuales sobre la evolución de las enanas blancas.

Abundó en un comunicado Peter McGill, doctorando en el Instituto de Astronomía de Cambridge: "La precisión de la medición de la masa de "LAWD 37" nos permite comprobar la relación masa-radio de las enanas blancas. Esto significa poner a prueba las propiedades de la materia en las condiciones extremas del interior de esta estrella muerta. Las enanas blancas dan pistas sobre cómo evolucionan las estrellas: algún día nuestro propio astro acabará siendo una de ellas. "LAWD 37" es resultado de la muerte de una estrella como la nuestra, esto es, cuando un astro fenece, deja de quemar su combustible y expulsa su material exterior, dejando sólo un núcleo caliente y denso, en estas condiciones, la materia tal como la conocemos se comporta de forma muy diferente y se convierte en algo llamado "materia electrón-degenerada".

Fotografía de la estrella  "LAWD 37". Tomada del sitio del Telescopio Espacial Hubble  propiedad de NASA. ESA. Peter McGill (UCSantaCruz,IoA) y Kailash Sahu .(STScI)

Esta enana blanca se encuentra relativamente cerca de nosotros, a quince años luz, en la "Constelación de Musca", del latín que significa "mosca" y que se ubica en el hemisferio celeste sur, y por esa causa ha sido objeto de numerosos estudios, es el remanente de una estrella que murió hace aproximadamente un mil ciento cincuenta millones de años.

Agregó McGill: “Como esta enana blanca está relativamente cerca de nosotros, tenemos muchos datos acerca de ella: sobre su espectro de luz, pero la pieza que faltaba en el rompecabezas era medir su masa, y eso es un factor importante en la evolución de un astro. Gaia ha cambiado las reglas del juego: es emocionante poder utilizar los datos de Gaia para predecir cuándo se producirán los eventos y luego observar cómo ocurren. Queremos seguir midiendo el efecto de microlente gravitacional y obtener mediciones de masa para muchos más tipos de estrellas.”

La masa es uno de los factores más importantes en la evolución de una estrella. Para la mayoría de los objetos estelares, los astrónomos la deducen de forma indirecta, basándose en hipótesis de modelización sólidas y a menudo no probadas. En los raros casos en los que puede deducirse de manera directa, el objeto debe tener una compañera, como un sistema estelar binario. Sin embargo, para objetos individuales, como "LAWD 37", se necesitan otros métodos para medir su masa.

Los investigadores afirman que sus resultados abren la puerta a futuras predicciones de eventos con datos de Gaia que puedan detectarse con observatorios espaciales como el  "Telescopio Espacial James Webb" (JWST), el sucesor del "Telescopio Hubble".

Con estas afirmaciones podemos echar a volar la imaginación, pues la exactitud de las mediciones que en el futuro se lograrán serán base de avances significativos en la aventura humana de la exploración espacial. Sin duda, como antes se apuntara, los científicos del siglo Veinte se sorprenderían sobremanera, incluido el propio Albert Einstein.