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Datos del telescopio espacial Gaia de la ESA y el instrumento GRAVITY de ESO en la Tierra, han permitido fotografiar los compañeros tenues de ocho estrellas luminosas nunca antes vistos.
La técnica abre la tentadora posibilidad de capturar imágenes de planetas que orbitan cerca de sus deslumbrantes estrellas anfitrionas, según la ESA.
Un equipo internacional de astrónomos dirigido por Thomas Winterhalder, científico del Observatorio Europeo Austral (ESO), comenzó buscando en el catálogo producido por Gaia, que enumera cientos de miles de estrellas que se sospecha que tienen un compañero. Aunque los objetos acompañantes no son lo suficientemente brillantes como para ser vistos directamente por Gaia, su presencia provoca pequeñas oscilaciones en las trayectorias de las estrellas anfitrionas más luminosas, que solo Gaia puede medir.
En el catálogo de órbitas estelares de Gaia, el equipo identificó ocho estrellas que serían el objetivo de GRAVITY, el interferómetro avanzado de infrarrojo cercano del Very Large Telescope de ESO, en Cerro Paranal, Chile. GRAVITY combina la luz infrarroja de diferentes telescopios para captar pequeños detalles en objetos tenues, en una técnica llamada interferometría.
Gracias al ojo excepcionalmente agudo y sensible de GRAVITY, el equipo captó la señal luminosa de los ocho compañeros previstos, siete de los cuales eran desconocidos hasta ahora. Tres de los compañeros son estrellas muy pequeñas y tenues, mientras que los otros cinco son enanas marrones. Se trata de objetos celestes intermedios entre planetas y estrellas: más masivos que los planetas más pesados, pero más ligeros y tenues que las estrellas más ligeras.
Una de las enanas marrones detectadas en este estudio orbita su estrella anfitriona a la misma distancia que la Tierra del Sol. Esta es la primera vez que se pudo capturar directamente una enana marrón tan cerca de su estrella anfitriona.
"Hemos demostrado que es posible capturar una imagen de una estrella compañera débil, incluso cuando orbita muy cerca de su brillante anfitriona", explica Thomas en un comunicado. "Este logro resalta la notable sinergia entre Gaia y GRAVITY. Solo Gaia puede identificar sistemas tan compactos que albergan una estrella y una estrella compañera ‘oculta’, y luego GRAVITY puede tomar el control para obtener imágenes del objeto más pequeño y débil con una precisión sin precedentes".
En un estudio anterior, los astrónomos utilizaron datos de Gaia y un observatorio terrestre diferente para capturar la imagen de un exoplaneta gigante de gas. Este planeta orbita su estrella anfitriona a unas 17 veces la distancia de la Tierra al Sol, trazando un ángulo en el cielo considerablemente más amplio que la separación típica de las estrellas compañeras fotografiadas por GRAVITY en este nuevo resultado.
Los pequeños compañeros inferidos a partir de las observaciones de Gaia suelen estar separados por ángulos de unas pocas decenas de milisegundos de arco, que es aproximadamente el tamaño de una moneda de un euro vista a una distancia de 100 km.
"En nuestras observaciones, los datos de Gaia actúan como una especie de señal", continúa Thomas. "La parte del cielo que podemos ver con GRAVITY es muy pequeña, por lo que necesitamos saber dónde mirar. Las mediciones precisas sin igual de Gaia de los movimientos y posiciones de las estrellas son esenciales para orientar nuestro instrumento en la dirección correcta en el cielo".
La complementariedad de Gaia y GRAVITY va más allá de utilizar los datos de Gaia para planificar observaciones de seguimiento y permitir detecciones. Al combinar los dos conjuntos de datos, los científicos pudieron "pesar" los objetos celestes individuales por separado y distinguir la masa de la estrella anfitriona y la respectiva compañera.
GRAVITY también midió el contraste entre la compañera y la estrella anfitriona en un rango de longitudes de onda en el infrarrojo. Combinado con las estimaciones de la masa, este conocimiento permitió al equipo evaluar la edad de las compañeras. Sorprendentemente, dos de las enanas marrones resultaron ser menos luminosas de lo que cabría esperar dado su tamaño y edad. Una posible explicación de esto podría ser que las propias enanas tienen una compañera aún más pequeña.
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