El efecto Blazhko en estrellas RR Lyrae

A los ojos de cualquier persona que mire al cielo nocturno, las estrellas son esos puntitos luminosos que parecen agruparse de determinada manera para representar un objeto, animal, persona o situación: las llamadas constelaciones. Estas agrupaciones no dejan de ser ficticias y fruto de la imaginación, ya que no existe ninguna relación física entre ellas. Las estrellas están a diferentes distancias.

A los ojos de un astrónomo o astrofísico las estrellas son mucho más. Son unas esferas de gas que se mantiene agrupado gracias a la gravedad y que en su interior sufre procesos físicos y químicos fascinantes que en algunos casos han servido para fomentar la imaginación de los investigadores para trabajar en su reproducción en la tierra y conseguir que nuestra vida sea más cómoda.

Sin embargo, a pesar de lo que pudiera parecer, no todas las estrellas son iguales. Ni siquiera una estrella se parece a sí misma en diferentes etapas de su vida. Una forma muy clara de visualizar los diferentes tipos de estrellas es representándolas en un diagrama en función de su luminosidad y su clase o tipo espectral. Es el llamado diagrama Hertzsprung-Russel (H-R).

HRDiagram-es

Diagrama Hertzsprung-Russel

Además existen ciertas estrellas que tienen alguna particularidad que las distingue del resto a pesar de tener la misma clase espectral. Esto no sólo las hace distintas e interesantes, sino que en muchos casos pueden llegar a ser útiles para algunos propósitos, ya que como dijimos aquí, en astrofísica, la luz lo es todo.

Unos de estos tipos de estrellas interesantes son las RR Lyrae.

Las estrellas RR Lyrae deben su nombre a una estrella tipo conocida como RR Lira, que como su nombre indica se encuentra en la constelación de Lira.

RRLyrFinder

Posición de RR Lira en la constelación de la Lira. Se puede ver la estrella principal de la constelación (Vega) abajo a la iquierda.

Las RR Lyrae suelen ser estrellas del tipo espectral A al F y se caracterizan por tener variaciones periódicas en su radio. Estas variaciones se denominan pulsaciones radiales e implican variaciones de brillo de 0,2 a 2 magnitudes con un periodo de entre 0,2 y 1,2 días.

Estas estrellas se utilizan como indicadores de distancia ya que se encuentran, en la mayoría de las veces, en cúmulos globulares. De ahí que también se denominen variables de cúmulo. La razón por la que se utilizan como indicadores de distancia es que todas las estrellas de este tipo de un cúmulo globular están situadas en la rama horizontal del diagrama H-R, por lo que se puede determinar su magnitud absoluta a través del diagrama y sólo bastaría conocer su magnitud aparente (la que medimos en tierra) para calcular la distancia. Al ser estrellas variables pulsantes el máximo de brillo que medimos en la tierra, coincide con la máxima velocidad de la capa superficial de la estrella cuando está en expansión. Por lo tanto midiendo la curva de luz con el tiempo, podemos determinar los máximos y determinar la magnitud máxima aparente (*).

Sin embargo la información que nos proporciona la luz, a veces no es suficiente. Nos confunde, y nos plantea más preguntas que respuestas. En el caso de las estrellas RR Lyrae, el problema es el denominado efecto Blazhko.

El efecto Blazhko consiste en una modulación, generalmente irregular y de largo periodo, de las curvas de luz de un número de estrellas RR Lyrae. Cuando observamos la curva de luz de las estrellas RR Lyrae, se observan cambios en la forma y la amplitud de dicha curva con el periodo. El efecto Blazhko se produce cuando estos cambios son modulaciones periódicas de entre 20 y 200 días. No todas las estrellas RR Lyrae presentan el efecto Blazhko, pero el prototipo de estrella RR Lira, sí lo presenta, con periodo de 40,8 días.

rr_lyrae

Curva de Luz de RR Lyra. Se obtiene un periodo de 0,5668 días y un efecto Blazhko de 40,8 días

El astrónomo ruso Sergey Nikolaevich Blazhko descubrió este efecto en 1907.

Pero, ¿por qué se produce este efecto? La verdad es que todavía no se sabe. Se ha conseguido identificar unas cuantas propiedades que tienen las estrellas que presentan este efecto, y para intentar descubrir por qué sucede, se han propuesto varias ideas/modelos que intentan describir estas propiedades. Sin embargo todos estos modelos sólo consiguen explicar dos o tres de estas propiedades simultáneamente, fallando en la descripción del resto.

Todavía no hemos conseguido descifrar la información, que nos da la luz, que recibimos de las estrellas RR Lyrae que presentan el efecto Blazhko. Es de esperar que se inicien trabajos observacionales más detallados de este tipo de estrellas.

Como en muchas ocasiones en astrofísica el descubrimiento quizá se deba a un golpe de suerte, o quizá al tesón de algún joven investigador…

(*) Para los interesados, el cálculo de la distancia, conocidas las magnitudes absoluta y aparente de un objeto, no es algo que sólo pueda calcular alguien con unos conocimientos matemáticos muy avanzados. De hecho, la fórmula para calcular la distancia es la siguiente: m – M = 5 log (d/10) donde log significa que tenemos que tomar el logaritmo de la distancia dividido entre 10.

Referencias

Variables de tipo RR Lyrae en Astrogea.org

Astrofísica. Manuel Rego, María José Fernández

Géza Kovács. The Blazhko phenomenon. arXiv:1512.05722v1 [astro-ph.SR]

Robert Buchler, Zoltán Kolláth. On the Blazhko Effect in RR Lyrae Stars. arXiv:1101.1502v1 [astro-ph.SR]

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