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No, tampoco eran aliens esta vez: el caso de la estrella Boyajian

  • Título del artículo original: Boyajian’s Star B: The co-moving stellar companion to KIC 8462852
  • Autor@s: L. A. Pearce, A. L. Kraus, T. J. Dupuy, A. W. Mann, D. Huber
  • Institución del/a primer/a autor/a: Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA
  • Estado de la publicación: enviado a The Astrophysical Journal Letters, acceso abierto en arXiv.

Lo de encontrar vida (inteligente, preferiblemente) fuera de la Tierra es un tema recurrente en astronomía, astrobiología e incluso programas televisivos de tertulias. Seguro que recuerdan haber leído más de un titular periodístico al respecto: que si bichitos en Venus, que si una nave camuflada como asteroide interestelar… todo el mundo sabe que un titular incluyendo las palabras “vida” y “extraterrestre” (o, viniéndose mucho más arriba, “alienígena”) es un éxito seguro.

Entre los titulares que más se han repetido en los últimos años a este respecto destacan los referidos a la misteriosa KIC 8462852, o como se conoce coloquialmente, “la estrella de Tabby”. Hoy hablaremos de un artículo que podría contribuir a resolver los misterios de esta estrella. Y no, no involucra a ninguna especie alienígena, pero les aseguro que no echarán de menos esa idea después de leer esta historia.

¿Por qué KIC 8462852 es especial? ¿Y quién es Tabby Boyajian?

KIC 8462852 es sólo una de las miles de estrellas observadas por el satélite Kepler, cuya misión era la búsqueda de exoplanetas mediante tránsitos. Brevemente, este método consiste en estudiar la cantidad de luz que recibimos de una estrella en función del tiempo, su curva de luz. Si en algún momento se produce una disminución del brillo, significa que algo podría haber pasado por delante de la estrella. Por ejemplo, si estas disminuciones siempre ocurren tras periodos de tiempo similares, y duran más o menos lo mismo, podría tratarse de un exoplaneta que se encuentre orbitándola.

Parte de los datos de Kepler fueron procesados (además de por otros métodos) gracias a Planet Hunter, un proyecto con el que la ciudadanía puede voluntariamente dedicar algo de su tiempo libre a clasificar variaciones en estas curvas de luz. Justo así fue como KIC 8462852 pasó de ser una estrella más de la lista a un misterio de la astronomía, gracias a que la ciudadanía se percató de que su curva de luz era un poco extraña.

Pero fue en 2015 cuando la estrella de Tabby saltó a la fama de la mano de la astrónoma Tabetha (“Tabby”) Boyajian, quien publicó los resultados de un análisis más detallado en un artículo. Resumiendo mucho, el asunto es que esta estrella presentaba varias disminuciones del 20% en su brillo. ¿Y qué tiene de raro para que no pueda ser un exoplaneta? Pues que estas disminuciones son muy irregulares tanto en duración como en periodicidad. Pero si no es un exoplaneta, ¿qué es lo que oculta parte de la luz de la estrella?

Varias teorías han intentado dar respuesta a la pregunta en los últimos años, y la explicación más famosa es, sin duda, la que sugiere una megaestructura alienígena alrededor de la estrella (una especie de esfera de Dyson). Pero también hay muchas otras hipótesis más “científicas”: material circumestelar (rodeando a la estrella) irregular, nubes interestelares (que no serían parte del sistema de la estrella, pero estarían entre ella y la Tierra, produciendo efectos raros en los datos) o el principio de un Bombardeo Intenso Tardío en el sistema (que haya muchos asteroides de aquí para allá en el sistema). El problema es que ninguna de las propuestas (ni siquiera la alienígena) puede explicar todas las observaciones, así que la comunidad científica sigue a la caza y captura de la mejor solución.

Estrella con disco de polvo alrededor
Figura 1: Recreación artística de la estrella de Tabby con un anillo irregular de polvo a su alrededor. Crédito: NASA/JPL-CALTECH.

Una nueva esperan… digoooo ¡solución!

En el artículo del que hablaremos hoy, se presenta una solución alternativa a todas las anteriores: que la estrella de Tabby tenga una compañera. Sí, sí, como lo leen: se propone que la estrella de Tabby sea, en realidad, una estrella binaria, formada por la estrella original que ya conocíamos (que llamaremos “A”), y una compañera (que llamaremos “B”). 

Esta débil estrella B (Figura 2) ya había sido descubierta en 2016, pero es en este artículo donde se estudia en detalle la posibilidad real de que sea la compañera de la estrella A. Y para ello, el equipo firmante del artículo ha estudiado el movimiento propio de ambas estrellas.

Cuatro formas más o menos circulares sobre fondo oscuro. A la izquierda, la más grande y otra mucho más pequeña de color blanco. A la derecha las otras dos, mucho más pequeñas y oscuras.
Figura 2: Imagen de KIC 8462852 (estrella de Tabby) obtenida con el instrumento NIRC2 del telescopio Keck-II. La estrella de Tabby es la marcada como “A” (el recuadro negro es para evitar la saturación del instrumento) y la candidata a compañera es la “B”, situada 2 segundos de arco al este de la “A”. También se estudian en el artículo las estrellas “cc1” y “cc2”, que resultan no tener relación con A ni B. Crédito: figura 1 del artículo original (Pearce et al. 2021).

Calculando el movimiento propio de la estrella de Tabby

Para entender qué es el movimiento propio hay que hacerse a la idea de que en el Universo todo está siempre en movimiento. Puede que a simple vista no lo parezca y al mirar el cielo nos dé la sensación de que cada estrella está justo donde estaba ayer, anteayer, o hace diez años. Pero lo cierto es que las estrellas se mueven en el cielo, y ese cambio de posición a lo largo del tiempo es lo que llamamos movimiento propio. Es decir: es la velocidad a la que vemos moverse la estrella, así que para calcularlo necesitamos medir su posición en el firmamento (lo que llamamos astrometría) en al menos dos momentos distintos.

En este caso se estudió el movimiento propio de las estrellas A y B en tres grupos de imágenes obtenidas en 2014, 2016 y 2019 con el telescopio Keck-II (que está en Hawaii). En concreto, se calculó el movimiento propio relativo, es decir, lo que B se movió respecto a A en esos 5 años. Este resultó ser 0.14 ± 0.44 mas/yr, o dicho de otra forma, 0.3 ± 1 km/s. Es decir, el resultado es compatible con cero por lo que la estrella B no se habría movido con respecto a la estrella A. En la Figura 3 pueden ver cómo se compara este resultado con lo que se esperaría si B fuese una estrella que no tuviese nada que ver con A.

Sobre una línea se extienden tres marcas indicando posiciones esperadas en los años 2014, 2016 y 2019. En la marca del 2016 coinciden tres puntos.
Figura 3. Comparación del movimiento observado de la estrella B (círculos) con el que se esperaría haber observado en 2014, 2016 y 2019 si fuese una estrella del campo, no relacionada con la A (trazo negro y cruces). Los ejes RA y DEC se refieren a las coordenadas que se usan para medir posiciones en el cielo: Ascensión Recta y Declinación. En concreto, las unidades son “mas”, que significa “milisegundos de arco”. Crédito: figura 3 del artículo original (Pearce et al. 2021).

Entonces, ¿en realidad Tabby tiene 2 estrellas?

No tan deprisa: es cierto que el movimiento propio relativo obtenido encajaría con que A y B fuesen compañeras. Pero, por si acaso, el equipo firmante del artículo hace algunas pruebas estadísticas basadas en la probabilidad de una observación así:

En primer lugar, estudian cuán probable es que B sea o 1) una estrella del campo, o 2) una estrella con nulo movimiento propio relativo A. Y el análisis rechaza la primera hipótesis: no es probable que sea una estrella que no tenga nada que ver con A.

En segundo lugar, estudian cuán probable es observar por casualidad una estrella en la posición de B, sin que sea una estrella compañera de A. Esto lo hacen planteándose dos preguntas.

  • ¿Cuán probable es un alineamiento casual de A y B, teniendo en cuenta la densidad de estrellas en ese campo concreto? Para ello usan datos del satélite Gaia de estrellas en un radio de 30º en torno a A, y concluyen que la probabilidad de encontrar en ese campo una estrella a menos de 2 arcosegundos de A (la distancia a la que se ha medido que está B), es del 0.000000024 %. O sea, casi ridícula.
  • ¿Cuán probable es que una pareja de estrellas sea una binaria “real”? Esto es un poco más difícil de calcular porque depende de más factores que el caso anterior, pero en general se estima en base a los datos que ya conocemos sobre las binarias (por ejemplo, cómo de frecuentes son en comparación con las estrellas “solitarias”). El equipo obtiene una probabilidad del 99.9972%. Es decir, que casi seguro que el par A-B es una binaria “de verdad” y no un alineamiento casual de estrellas del campo.

Vale, pues entonces sí: casi con toda seguridad, la estrella de Tabby es una binaria. Pero podemos ir más allá: si B es compañera de A, entonces debería seguir una órbita Kepleriana (una elipse, que es como un círculo pero un poco aplastado) alrededor del centro de masas del sistema. Por desgracia, los datos no permiten distinguirlo, así que de momento nos quedamos con la duda de si B seguirá una órbita kepleriana o no. Pero lo de que sea una binaria sí, eso casi seguro.

Entonces, si es una binaria ¿se resuelven todos los problemas de la curva de luz?

No, no se hagan ilusiones. La distancia que separa a estas dos estrellas es enorme: casi 900 UA (900 veces la distancia Tierra-Sol). Así que aún siendo una binaria, B está tan lejos de A que no puede estar influyendo directamente sobre la curva de luz que se observa. Sin embargo, sí que puede influir en cómo evoluciona el sistema a largo plazo.

Por ejemplo, simulaciones de binarias con grandes separaciones en la Vía Láctea han mostrado que la distancia de máximo acercamiento entre las dos estrellas (pericentro) puede variar con el tiempo y llegar a ser realmente pequeña (100 UA). En el caso de la estrella de Tabby, esto tendría un efecto devastador si hubiese otros cuerpos orbitando la estrella A: sus órbitas, que normalmente serían estables y darían lugar a tránsitos más o menos regulares, podrían cambiar al variar la distancia de la estrella B. Y así, los posibles exoplanetas o cuerpos menores (asteroides, por ejemplo) que orbiten la estrella A podrían producir tránsitos más irregulares, y por lo tanto dar lugar a eventos extraños en su curva de luz.

En definitiva, aunque la estrella B no sería la causante directa de la curva de luz tan extraña de la estrella de Tabby A, sí que podría estar influyendo indirectamente. Una posibilidad emocionante de por sí, sin tener que recurrir a alienígenas, y que además nos recuerda que el Universo está en constante cambio y evolución en escalas de tiempo accesibles a la especie humana con la tecnología actual.

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