En un estudio publicado en Nature Communications, investigadores del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP) y del Centro de Investigación de Astronomía y Ciencias de la Tierra HUN-REN (CSFK) han reconstruido los cambios temporales en la distribución de las manchas en la superficie de la estrella gigante roja XX Trianguli. La investigación se basa en una serie única de observaciones espectroscópicas realizadas por el observatorio robótico STELLA durante 16 años.
«Las manchas solares son las manifestaciones más conocidas de la actividad magnética solar, que, junto con muchos otros fenómenos, como las erupciones solares o el ciclo solar, se pueden relacionar con el mecanismo de dinamo que funciona en el interior del Sol», explica el Dr. Zsolt Kővári, asesor científico del Observatorio Konkoly del CSFK HUN-REN y miembro del equipo de investigación.
«Las manchas estelares son fenómenos similares a las manchas solares, pero que se producen en la superficie de estrellas lejanas. Sin embargo, normalmente no podemos observar la superficie de las estrellas directamente. Por ello, aplicamos una técnica tomográfica indirecta llamada imagen Doppler a los datos de XX Tri»,
«Las variaciones de gran amplitud en el brillo de la gigante roja XX Tri ya se habían observado antes, por lo que también se sabía que las variaciones eran causadas por manchas oscuras, que aparecen y desaparecen de la vista a medida que la estrella gira alrededor de su eje en 24 días. Estas manchas son incluso más grandes que toda la superficie de nuestro Sol, por lo que XX Tri ha sido apodada ‘la estrella más avistada del cielo'», añade el Dr. Kővári.
Los investigadores utilizaron más de 2.000 espectros de alta resolución recopilados durante 16 años con los telescopios robóticos STELLA de AIP en Tenerife, una cantidad sin precedentes de datos espectroscópicos homogéneos de una estrella. El observatorio robótico STELLA, cuyo investigador principal es el profesor Klaus G. Strassmeier, autor principal del estudio, es el «observatorio casero» de AIP. Los telescopios gemelos fueron diseñados, construidos y operados de forma remota en Potsdam. A partir de los datos, se reconstruyeron 99 imágenes Doppler de series temporales que muestran la evolución de las manchas en la superficie estelar entre 2006 y 2022.
Uno de los principales hallazgos del estudio es que los cambios en la superficie de XX Tri no muestran ciclos magnéticos similares a los del Sol, en base a lo cual los autores concluyen que la dinamo de la estrella no es periódica, probablemente de naturaleza caótica.
Los expertos en visualización de datos de la Universidad de Arte y Diseño Moholy-Nagy de Budapest (MOME) crearon una película espectacular a partir de las imágenes Doppler. Además, gracias a la colaboración con MOME, se produjeron siete vídeos adicionales como material complementario a la publicación.
«La dinamo solar muestra un comportamiento cíclico en el número y la distribución de manchas solares que se repite cada 11 años de media, conocido como diagrama de mariposa. Sin embargo, XX Tri es una estrella gigante roja unas diez veces más grande que el Sol y su estructura interna difiere significativamente de la del Sol, que es una estrella enana de secuencia principal. No encontramos evidencia de ciclos similares para XX Tri», afirma el Dr. Kővári.
«El estudio de las dinamos estelares nos permite comprender mejor el funcionamiento de la dinamo solar. Además, el funcionamiento de la dinamo no solo es responsable de las características magnéticas del Sol o de otras estrellas con manchas, sino que también el campo magnético de la Tierra se crea por un mecanismo similar, que, por otra parte, protege a nuestra civilización tecnológica de las tormentas solares dañinas.
«Nuestro objetivo es poder observar las manifestaciones del mecanismo de la dinamo en tantas estrellas con características diferentes como sea posible, ya que al conocer las similitudes y diferencias, en última instancia comprenderemos mejor los procesos que configuran nuestro propio entorno».
Este estudio es el primero en demostrar cómo las enormes manchas estelares causan un pequeño desplazamiento de XX Tri en el cielo, que aparece prácticamente como una fuente puntual cuando se observa desde la Tierra. La razón de esto es que, mientras que el fotocentro de un disco estelar homogéneo (sin manchas) es el mismo que el centro geométrico de la estrella, las enormes manchas estelares en el disco estelar desplazan el fotocentro en la dirección opuesta a las manchas.
En el caso de XX Tri, que se encuentra a 630 años luz de distancia, el fotocentro del disco estelar puede desplazarse hasta un 10% del radio de la estrella con respecto al centro geométrico, lo que provoca un desplazamiento aparente de 24 microsegundos de arco en la posición celeste de la estrella (el diámetro de un cabello a una distancia de 1000 km).
Sin embargo, con la ayuda del observatorio espacial astrométrico Gaia, ahora se pueden medir incluso desplazamientos tan pequeños. Esto es similar al desplazamiento astrométrico esperado causado por un planeta con la masa de Saturno en una órbita de un año alrededor de una estrella similar al Sol a unos 300 años luz de distancia. Por lo tanto, separar los efectos de las manchas y los exoplanetas puede ser muy difícil, si no imposible, especialmente en casos de periodicidades similares, concluyen los investigadores.
Las observaciones de XX Tri con STELLA continúan, por lo que, según el Dr. Kővári, los nuevos datos pueden revelar más detalles sobre el funcionamiento de la dinamo de la estrella.
Con información de Nature
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