Tomando el pulso a las estrellas con el satélite TESS

A partir de la astrosismología hemos podido estudiar la relación entre las características físicas de las estrellas delta Scuti y sus variaciones lumínicas debidas a sismos. En este trabajo, liderado en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), hemos utilizado datos de varias misiones espaciales, entre ellas TESS, para obtener los parámetros sísmicos de 2400 de este tipo particular de estrellas variables. Las delta Scuti tienen masas entre 1.5 y 2.5 masas solares y temperaturas entre 6000 y 9000 K. Pero lo más interesante para este tipo de estrellas es que las relaciones astrosismológicas siguen siendo fuente de debate científico, al contrario de lo que ocurre en estrellas más conocidas como las de tipo solar.

 Gracias a nuestro análisis hemos podido observar la relación entre la temperatura y la gravedad con la frecuencia de pulsación de la estrella, tal y como predecían estudios teóricos previos. Según la relación descubierta, a mayor temperatura, mayor es la frecuencia de oscilación. Además, las estrellas más viejas con mayor gravedad presentan un rango de frecuencias más bajo que las jóvenes y de menor gravedad.

El mayor reto para obtener nuestros resultados ha sido la corrección del efecto del oscurecimiento gravitatorio, ya que las delta Scuti pueden llegar a rotar extremadamente rápido. La rapidez de giro produce su achatamiento y una diferencia de temperatura entre los polos y el ecuador. Nuestros resultados astrosismológicos sugieren que podemos obtener su temperatura media, independientemente de su rotación, inclinación u otros factores externos.

Por el contrario, otros métodos como la fotometría o la espectroscopía se ven sumamente afectados por estos parámetros. Gracias a ello, hemos comparado sus resultados y deducido la inclinación y la rotación más probables. De esta forma, hemos visto que el efecto de oscurecimiento gravitatorio no solo explica la dispersión en temperatura sino también la disminución de ésta con la gravedad. Las estrellas más viejas tienen una menor gravedad por lo que se encuentran más cerca de la rotación extrema, aunque roten más lentamente.

Esta corrección en la temperatura permitirá mejorar la determinación de la edad y la distancia a las propias estrellas e incluso a otras galaxias. Además, permite una mayor exactitud en el cálculo de la zona habitable para exoplanetas alrededor de este tipo de estrellas.

TESS pertenece a una familia de observatorios espaciales que tienen como misión la detección de planetas y su caracterización mediante observaciones fotométricas. Por tanto, las técnicas que estamos desarrollando con TESS se aplicarán al futuro observatorio espacial PLATO, una misión de tamaño medio de la ESA que permitirá el estudio de sistemas planetarios similares al nuestro. El CAB está muy implicado en el desarrollo de este observatorio y la experiencia con TESS será fundamental para la óptima explotación científica de PLATO.

Sebastià Barceló Forteza
David Barrado
CAB (CSIC-INTA)

“Unveiling the power spectra of δ Scuti stars with TESS The temperature, gravity, and frequency scaling relation”, por S. Barceló Forteza, A. Moya, D. Barrado, E. Solano, S. Martín-Ruiz, J.C. Suárez y A. García Hernández.