Estrellas variables y el método de Argelander

Muchos son los que piensan que la astronomía es una ciencia apasionante pero dura. Además, muchos piensan que para conseguir resultados es necesario disponer de equipos caros: un gran telescopio, cámaras de alta resolución, espectrógrafos, etc.

Sin embargo, muy pocos son los que saben que se puede hacer astronomía de calidad y conseguir resultados útiles sin más equipamiento que tus propios ojos, algo para tomar notas y una estrella variable en el cielo.

Las estrellas variables son aquellas cuya luminosidad varía con el tiempo. Los cambios de luminosidad en una estrella se puede deber a muchas causas, como por ejemplo geométricas – dos estrellas orbitando la una a la otra y eclipsándose entre ellas – o intrínsecas – cambios físicos en la propia estrella. Una estrella variable es en la que los cambios de luminosidad se deben a los cambios físicos en su seno.

Que una estrella cambie su luminosidad con el tiempo se refleja, para nuestros propósitos en la tierra, en un cambio de magnitud aparente. La magnitud aparente no es más que el brillo de una estrella medido en la tierra. Hipparco clasificó las estrellas en diferentes magnitudes según las observaba a simple vista, asignando magnitud 1 a las más brillantes y magnitud 6 a las que estaban en el límite de la observación a simple vista. Más adelante, en 1856, Pogson estableció que una diferencia de cinco magnitudes se corresponde con una diferencia de un factor 100 en el brillo.

Sabiendo qué es la magnitud y que en las estrellas variables su brillo cambia, y por lo tanto su magnitud, podemos hablar de cómo se puede hacer astronomía, sin necesidad de gastar mucho dinero, utilizando el método de Argelander.

Argelander

Friedrich Argelander (Fuente: Wikimedia Commons)

Friedrich Argelander fue un astrónomo nacido en 1779 en la ciudad de Klaipeda, en lo que hoy es la actual Lituania. Uno de sus logros fue desarrollar un método para calcular el brillo visual de estrellas variables.

El método se basa en la comparación visual de dos estrellas. Si una estrella a la comparamos con otra estrella b y a simple vista observamos que tienen el mismo brillo, entonces las dos estrellas son igual de brillantes. En este caso podríamos anotar lo siguiente en nuestro cuaderno de observación:

ab o ba

indicando que ambas estrellas tienen igual brillo.

Si por el contrario la estrella a (o la b) es más brillante que la estrella b (o la a), tenemos que determinar cuánto más brillante es. Si nos imaginamos poniendo las dos estrellas una al lado de la otra y, entre ambas, incluimos sólo una estrella imaginaria para tener una transición de brillo entre a y b de sólo un salto de brillo, escribiríamos lo siguiente

a1b (o b1a)

Si la diferencia de brillo entre ambas estrellas es tal que podemos imaginar dos estrellas de magnitud decreciente desde a hasta b, es decir, podemos dar dos saltos de brillo, entonces escribiríamos

a2b o (b2a)

Si necesitamos tres estrellas entonces escribiríamos a3b, y así sucesivamente.

Es cierto que este método empieza a fallar, por la dificultad que tenemos para establecer diferencias de brillo a simple vista, a partir de 4 saltos. En cambio, si podemos ayudarnos de un pequeño telescopio (aunque empecemos a gastar dinero, merece la pena) podemos obtener una mejor resolución.

De esta manera, podemos comparar una estrella variable (v) con dos estrellas, una más brillante (a) y otra menos brillante (b), que se encuentren cerca de la estrella variable dentro del mismo campo de visión. Con esta comparación, podemos calcular la magnitud aparente de la estrella variable, y aunque para ello se necesite utilizar una fórmula y algo de matemáticas básicas (sumar, restar, multiplicar y dividir), como hemos sido buenos astrónomos y hemos anotado todo lo que hemos observado, no nos costará ningún trabajo calcularla. La fórmula en cuestión es la siguiente:

Mv = ma + da(mb-ma)/(da+db)

donde

  • ma es la magnitud de la estrella más brillante que la variable. Su valor lo conocemos mirando en cualquier tabla astronómica (o en internet que es más fácil)
  • mb es la magnitud de la estrella menos brillante que la variable.
  • da son los saltos de magnitud que damos para llegar a la estrella a desde la estrella variable y que hemos anotado.
  • db son los saltos de magnitud que damos para llegar a la estrella b desde la estrella variable y que también hemos anotado.

Ahora me podríais decir que, para qué vamos a calcular la magnitud de una estrella variable, si todas las variables observables a simple vista o con un telescopio ya se han observado y calculado su magnitud.
Cygnus_constellation_map

Localización de la estrella Deneb en la constelación del Cisne. Deneb es una estrella variable (Fuente: Wikimedia Commons)

Mi respuesta seria la siguiente. Por un lado, sí, tenéis razón, pero es un verdadero placer utilizar este método, sobre todo para calcular la magnitud de una estrella variable que ya haya sido medida y cuya magnitud ya ha sido medida y descubrir, al comparar los valores, que coinciden.

Mi respuesta además incluiría lo siguiente. Este método no sólo sirve para estrellas variables. Un asteroide en rotación (y todos los asteroides están en rotación) nos muestra diferentes partes de su superficie y por lo tanto cada parte refleja diferentes cantidades de luz del sol durante su rotación, en parte debido a los materiales que forman el asteroide. A efectos prácticos es parecido a una estrella variable, ya que al reflejar diferentes cantidades de luz, su brillo cambia, y por lo tanto su magnitud, a lo largo del tiempo.

Y por supuesto, ¡asteroides hay muchos y no todos han sido descubiertos!

Podríamos utilizar un pequeño telescopio para descubrir un asteroide y calcular sus variaciones de brillo con el tiempo (también conocida como curva de luz). Y lo más importante, esta tarea la llevan a cabo, a lo largo y ancho de todo el planeta, astrónomos aficionados. Y lo mejor de todo, sus resultados aparecen publicados en artículos en diferentes revistas especializadas en astronomía y son utilizados por otros astrónomos aficionados y profesionales para diferentes propósitos.

Así que si quieres, con muy poco dinero, puedes convertirte en un astrónomo aficionado y contribuir al avance de la astronomía profesional.

Referencias

Astrofísica. Manuel Rego y María José Fernández. Eudema Universidad/Textos de apoyo

On the observation of variable stars. Paul S. Yendell. NASA Astrophysics Data System

Obteniendo el periodo de rotación de asteroides. Amadeo Aznar, Alfonso Carreño, Gonzalo Fornas. Astronomía magazine. Nº 199. Enero 2016

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3 pensamientos en “Estrellas variables y el método de Argelander

  1. Leerte me pica la curiosidad!
    Y dan ganas de aprender más, como les pasa a los niños. 😉
    Aconséjame una observación sencilla para niños. Algunos de los que me rodean tienen afición por la astronomía y un pequeño telescopio.
    Gracias de antemano 🙂

    • Con niños (y con adultos) siempre he dicho que lo mejor es sacarlos al campo muy alejado de las luces de la ciudad y dejarlos mirar al cielo. Yo sigo perdiéndome y quedándome con la boca abierta al ver tantas estrellas y la via láctea juntas. Si tienen un pequeño telescopio lo mejor es localizar Júpiter y ver como se mueven los satélites galileanos. Lo mismo pasa con Saturno, ver los anillos sorprende a cualquiera. Aunque mi observación preferida es la nebulosa de Orión, en la “espada” de la constelación homónima. Se puede ver a simple vista, pero con pequeño telescopio es impresionante… y además se les puede explicar que es un lugar donde “nacen” las estrellas!

      ¡Gracias por comentar!

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