Investigadores encuentran que la brillante estrella doble Fomalhaut en realidad es triple

Se ha descubierto que el cercano sistema estelar Fomalhaut —de especial interés por su exoplaneta inusual y su polvoriento disco de escombros— no es sólo una estrella doble, como los astrónomos pensaban, sino una de las estrellas triples más amplias que se conocen

En un artículo recientemente aceptado para su publicación Astronomical Journal y publicado hoy en el servidor de preimpresión arXiv, los investigadores demuestran que una estrella más pequeña que se conocía previamente como en sus proximidad, también forma parte del sistema de Fomalhaut.

Eric Mamajek, profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Rochester, y sus colaboradores, encontraron la triple naturaleza del sistema por medio de un poco de trabajo detectivesco. «Me di cuenta de esta tercer estrella hace un par de años cuando estaba trazando el movimiento de las estrellas en la vecindad de Fomalhaut para otro estudio», dijo Mamajek. «Sin embargo, yo tenía que recoger más datos y reunir un equipo de co-autores con diferentes observaciones para comprobar si las propiedades de la estrella son consistentes con ser un tercer miembro del sistema de Fomalhaut.»

La fortuna también desempeñó un papel. Un encuentro casual en Chile entre Mamajek y Todd Henry, de la Universidad Estatal de Georgia y director del Consorcio de Investigación de Estrellas Cercanas (RECONS) del equipo, reveló una pista que ayudó a resolver el misterio: la distancia a la estrella. Henry recuerda haberse sentado en la cocina de un motel en La Serena, Chile, con Mamajek, hablando de las estrellas cercanas. «Eric estaba jugando a detective con esta tercera estrella, y a mí me acababa de pasar que estaba sentado allí con una lista de observación que contenía el paralaje, no publicado», dijo Henry. El paralaje es un tipo de medición que utilizan los astrónomos para determinar distancias. «Una estudiante en ese momento, Jennifer Bartlett en la Universidad de Virginia, estaba trabajando con nosotros en un muestreo de estrellas potencialmente cercanas para su tesis doctoral, y LP876-10 estaba en él. Eric y yo nos pusimos a hablar, y aquí estamos con un lindo descubrimiento».

Analizando detenidamente la astrométrica (movimientos precisos) y las mediciones espectroscópicas (que permiten determinar la temperatura y la velocidad radial), los investigadores pudieron medir la distancia y la velocidad de la tercera estrella. Llegaron a la conclusión de que la estrella, hasta hace poco conocido como LP 876-10, es parte del sistema de Fomalhaut, por lo que es Fomalhaut C.

«Fomalhaut C se ve muy lejos de la gran estrella brillante que es Fomalhaut A cuando se mira hacia el cielo desde la Tierra», agregó Mamajek. Hay aproximadamente 5,5 grados entre las dos estrellas, que para un observador en la Tierra es como si estuvieran separados por aproximadamente 11 lunas llenas. Mamajek explicó que se ven tan separadas, en parte, debido a que Fomalhaut está relativamente cerca de la Tierra, a unos 25 años luz. Si estas estrellas hubiese estado muy lejos de la Tierra, parecerían mucho más cerca en el cielo. Que parezcan tan lejanas podría explicar por qué no se había notado previamente la conexión entre LP 876-10 y Fomalhaut. Otras claves fueron el poder obtener datos de alta calidad astrométricos y de velocidad.

Los investigadores también tuvieron que demostrar que era factible que estas dos estrellas estuviesen asociadas, en lugar de moverse de forma independiente. «Fomalhaut A es una estrella tan masiva, aproximadamente el doble de la masa de nuestro Sol, que puede ejercer suficiente fuerza gravitacional para mantener la diminuta estrella unida a ella, a pesar de que la estrella está 158.000 veces más lejos de Fomalhaut que la Tierra del Sol. «, dijo Mamajek.

Mamajek trabajó con un amplio equipo de colaboradores para reconstruir la historia de esta interesante pequeña estrella. «Henry y el equipo RECONS han estado haciendo un estudio exhaustivo de la «vecindad solar», caracterizando los sistemas estelares que se hallan más cerca de nuestro Sistema Solar, y descubriendo nuevas estrellas cercanas», dijo Mamajek. «Su equipo ya había reunido varios años de observaciones de esta estrella en particular, con la ayuda del telescopio SMART de 0,9 metros en Cerro Tololo en Chile». Los investigadores también necesitaban saber la velocidad radial de la estrella, que Andreas Seifahrt de la Universidad de Chicago mide, y que ellos definen en el artículo dentro de aproximadamente un kilómetro por segundo de Fomalhaut A.

Hay otros 11 sistemas estelares más cercanos a nuestro Sol que Fomalhaut que consisten de tres o más estrellas, incluyendo el sistema estelar más cercano, Alpha Centauri. Las nuevas mediciones en el documento también muestran que el sistema de Fomalhaut es el más masivo y más amplio entre estos múltiples sistemas cercanos.

Fomalhaut A es también la estrella visible 18ª en brillo en el cielo nocturno y una de las pocas estrellas con tanto un exoplaneta fotografiado directamente como un disco de restos de polvo. La famosa estrella ha aparecido en novelas de ciencia ficción de los escritores Isaac Asimov, Stanislaw Lem, Philip K. Dick y Frank Herbert. A pesar de ser un sistema bien estudiado, recién hace poco se confirmó que Fomalhaut es una estrella binaria —dos estrellas que orbitan entre sí— a pesar de que esto se sugirió por primera vez en la década de 1890.

Alice C. Quillen, una de las colegas de Mamajek en Rochester, profesora de Física y Astronomía, ha trabajado durante años para entender la manera en que los planetas conforman los discos de polvo estelares como el que rodea a Fomalhaut. En 2006, predijo la existencia de un planeta alrededor de Fomalhaut, así como la forma de su órbita, al tratar de entender por qué el anillo de escombros estaba fuera del centro y por qué tenía un borde sorprendentemente firme. Al año siguiente fue fotografiado un nuevo planeta alrededor de Fomalhaut.

Aún permanecen sin respuesta muchas preguntas sobre los exoplanetas de Fomalhaut y el disco de escombros. Por ejemplo, los astrónomos están desconcertados porque el exoplaneta conocido como Fomalhaut «b» se encuentra en una órbita muy excéntrica, y porque el disco de escombros parece no estar centrado en la estrella Fomalhaut A. Es posible que las alejadas compañeras B y C de Fomalhaut hayan perturbado gravitacionalmente al exoplaneta Fomalhaut «b» y la cinta de escombros que orbita Fomalhaut A, sin embargo, las órbitas de las estrellas compañeras de Fomalhaut no se han delimitado bien. Se predice que las órbitas de Fomalhaut B y C alrededor de Fomalhaut A llevan millones de años, por lo que la determinación en firme de sus órbitas será un reto para los futuros astrónomos.

Mientras Fomalhaut C es una estrella enana roja —el tipo más común de estrellas en el universo— Fomalhaut B es una estrella enana naranja de alrededor de las tres cuartas partes de la masa de nuestro Sol. Desde el punto de vista de un hipotético planeta que orbitase Fomalhaut C, Fomalhaut A parecería ser una brillante estrella blanca con un brillo de nueve veces más que el que se ve desde la Tierra en Sirio (la estrella más brillante en nuestro cielo nocturno), similar al brillo típico del planeta Venus. Fomalhaut B parece ser una brillante estrella anaranjada, para nada especial, similar en brillo a Polaris. La edad de los tres es de unos 440 millones años, aproximadamente un décimo de la edad de nuestro Sistema Solar.

Otros colaboradores que trabajaron en este estudio fueron Jennifer Bartlett, ahora en el Observatorio Naval de los EEUU, quien publicó previemanet la distancia a la estrella en su tesis de doctorado, y Matt Kenworthy, del Observatorio de Leiden, que midií el período de rotación mostrando que Fomalhaut C es una rotadora muy rápida.

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Fuente: Universidad de Rochester. Aportado por Eduardo J. Carletti

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